W procesie produkcji wodoru elektrolizatora alkalicznego, jak sprawić, aby urządzenie działało stabilnie, oprócz jakości samego elektrolizatora,w których ważnym czynnikiem wpływającym jest również ilość cyrkulacji ługu w ustawieniu.

Niedawno na spotkaniu Komitetu Profesjonalnego ds. Wodoru Chińskiego Stowarzyszenia Gazów Przemysłowych, Huang Li,kierownik programu eksploatacji i utrzymania wodoru wodorowego, podzieliliśmy się naszym doświadczeniem w zakresie ustawiania objętości cyrkulacji wodoru i ługu w procesie testowania, eksploatacji i konserwacji.

Poniżej jest oryginalny dokument.

/

W kontekście krajowej strategii podwójnego węgla, Ally Hydrogen Energy Technology Co., Ltd,która specjalizuje się w produkcji wodoru od 25 lat i jako pierwsza zaangażowała się w dziedzinę energii wodorowej, rozpoczęła rozwój technologii i sprzętu ekologicznego wodoru, w tym projektowanie biegników zbiorników elektrolizy, produkcję sprzętu, pokrycie elektrod,oraz badania zbiorników elektrolizy oraz eksploatacja i konserwacja.

Jeden.Zasada działania elektrolizatora alkalicznego

Przekazując prąd stały przez elektrolizator wypełniony elektrolitem, cząsteczki wody wchodzą w reakcję elektrochemiczną na elektrodach i rozkładają się na wodór i tlen.W celu zwiększenia przewodności elektrolitu, elektrolit ogólny jest roztworem wodnym o stężeniu 30% wodorotlenku potasu lub 25% wodorotlenku sodu.

Elektrolizator składa się z kilku ogniw elektrolitycznych. Każda komora elektrolityczna składa się z katody, anody, membrany i elektrolity.Główną funkcją membrany jest zapobieganie przeniknięciu gazuW dolnej części elektrolizora znajduje się wspólne wejście i wyjście, górna część kanału przepływu mieszaniny gazowo-płynnej alkalicznej i oxy-alkalicznej.Przepuszczane do określonego napięcia prądu stałego, gdy napięcie przekracza teoretyczne napięcie rozkładu wody 1,23V i napięcie neutralne termiczne 1,48V powyżej określonej wartości, następuje reakcja redoks elektrody i interfejsu płynu,woda rozkłada się na wodór i tlen.

Drugie: Jak krąży ług

1️️Cykl mieszany wodoru i tlenu

W tej formie krążenia ług wchodzi do pompy krążenia ługu przez rurę łączącą znajdującą się na dnie separatora wodoru i separatora tlenu,a następnie wchodzi do komory katodowej i anodowej elektrolizatora po ochłodzeniu i filtrowaniuZaletami mieszanej cyrkulacji są prosta struktura, krótki proces, niskie koszty i może zapewnić tę samą wielkość cyrkulacji ługu do katody i komory anodowej elektrolizora;Niedogodność polega na tym, że z jednej strony, może wpływać na czystość wodoru i tlenu, a z drugiej strony może powodować niezgodność poziomu separatora wodór-tlen,które mogą powodować zwiększone ryzyko mieszania wodoru i tlenuObecnie najczęstszym procesem jest strona wodoru-tlenku w cyklu mieszania ługu.

2️️Rozdzielone krążenie wodoru i tlenu

Ta forma krążenia wymaga dwóch pomp krążenia ługów, tj. dwóch krążenia wewnętrznych.jest chłodzona i filtrowana, a następnie wchodzi do komory katodowej elektrolizatora; ług na dnie separatora tlenu przechodzi przez pompę krążenia po stronie tlenu, jest chłodzony i filtrowany,a następnie wchodzi do komory anodowej elektrolizoraZaletą niezależnego krążenia ługu jest to, że wodór i tlen wytwarzane przez elektrolizę są o wysokiej czystości, fizycznie unikając ryzyka mieszania separatora wodoru i tlenu;Niedogodność polega na tym, że struktura i proces są skomplikowane i drogie., a także konieczne jest zapewnienie spójności przepływu, głowicy, mocy i innych parametrów pomp po obu stronach, co zwiększa złożoność operacji,i stawia wymóg kontroli stabilności obu stron systemu.

Wpływ krążącego natężenia przepływu ługu na produkcję wodoru przez wodę elektrolityczną i warunki pracy elektrolizatora

1️Przewyższony krążenie ługu

(1)Wpływ na czystość wodoru i tlenu

Ponieważ wodór i tlen mają pewną rozpuszczalność w łukiu,objętość krążenia jest zbyt duża, tak że całkowita ilość rozpuszczonego wodoru i tlenu wzrasta i wchodzi do każdej komory z łuszczem, co powoduje zmniejszenie czystości wodoru i tlenu w wyjściu elektrolizatora;objętość krążenia jest zbyt duża, co powoduje zbyt krótki czas zatrzymywania separatora cieczy wodoru i tlenu, a gaz, który nie został całkowicie oddzielony, zostaje ponownie wprowadzony do wnętrza elektrolizatora z łujem,który wpływa na wydajność reakcji elektrochemicznej elektrolizora oraz czystość wodoru i tlenu, a ponadto będzie to miało wpływ na wydajność reakcji elektrochemicznych w elektrolizatorze oraz czystość wodoru i tlenu,i dodatkowo wpływają na zdolność urządzeń oczyszczających wodór i tlen do odwodniania i odtleniawania, co powoduje słaby efekt oczyszczania wodoru i tlenu i wpływa na jakość produktów.

(2) Wpływ na temperaturę zbiornika

Pod warunkiem, że temperatura wyjścia chłodnicy ługu pozostaje niezmieniona, zbyt duży przepływ ługu pochłonie więcej ciepła z elektrolizatora,powodując spadek temperatury zbiornika i wzrost mocy.

(3)Wpływ na prąd i napięcie

Nadmierne przepływy płynu zakłócają normalne wahania prądu i napięcia.powodując, że prąd i napięcie nie są łatwo ustabilizowane, powodując wahania stanu pracy szafki prostowniczej i transformatora, a tym samym wpływając na produkcję i jakość wodoru.

(4)Wzrost zużycia energii

Nadmierne krążenie ługów może również prowadzić do zwiększonego zużycia energii, zwiększenia kosztów eksploatacji i zmniejszenia efektywności energetycznej systemu.Głównie w systemie wewnętrznego obiegu wody chłodzącej pomocniczej i zewnętrznego obiegu spray i wentylator, obciążenia wodą chłodną itp., tak aby zużycie energii wzrosło, całkowite zużycie energii wzrosło.

(5)Powodem awarii sprzętu

Nadmierne krążenie ługu zwiększa obciążenie pompy krążenia ługu, co odpowiada zwiększonemu natężeniu przepływu, ciśnieniu i wahań temperatury w elektrolizatorze,co z kolei wpływa na elektrody, przepływy i uszczelki wewnątrz elektrolizatora, co może prowadzić do awarii lub uszkodzenia urządzeń oraz zwiększenia obciążenia pracą konserwacyjną i naprawczą.

2️??Zbyt małe krążenie lodu

(1)Wpływ na temperaturę zbiornika

Gdy objętość krążącego ługu jest niewystarczająca, ciepło w elektrolizatorze nie może zostać w czasie usunięte, co powoduje wzrost temperatury.Środowisko o wysokiej temperaturze powoduje wzrost ciśnienia par nasyconych wody w fazie gazowej i wzrost zawartości wodyJeżeli woda nie może być wystarczająco skondensowana, zwiększa to obciążenie systemu oczyszczania i wpływa na efekt oczyszczania,i będzie również wpływać na efekt i żywotność katalizatora i adsorbent.

(2)Wpływ na żywotność membrany

Ciągłe utrzymywanie się w środowisku o wysokiej temperaturze przyspieszy starzenie się przepływu, spowoduje zmniejszenie jego wydajności, a nawet pęknięcie.łatwe do spowodowania przepuszczalności diafragmy po obu stronach wodoru i tlenuKiedy wzajemna infiltracja zbliża się do dolnej granicy eksplozji, prawdopodobieństwo zagrożenia elektrolizorem znacznie wzrasta.Ciągła wysoka temperatura spowoduje również uszkodzenie uszczelniacza przez wyciek, skracając jego żywotność.

(3)Wpływ na elektrody

Jeżeli ilość krążącej ługówki jest zbyt mała, wytworzony gaz nie może szybko opuścić aktywnego centrum elektrody, a efektywność elektrolizy ulega zakłóceniu;jeżeli elektroda nie może w pełni kontaktować się z ługą do przeprowadzenia reakcji elektrochemicznej, wystąpi nieprawidłowość częściowego rozładowania i suche spalanie, przyspieszając rozlewanie katalizatora na elektrodzie.

(4) Wpływ na napięcie ogniw

Ilość płynu płynnego jest zbyt mała, ponieważ bąbelki wodoru i tlenu generowane w aktywnym centrum elektrody nie mogą zostać usunięte na czas,i ilość rozpuszczonych gazów w elektrolicie wzrasta, powodując wzrost napięcia w małej komorze i wzrost zużycia energii.

Cztery metody określania optymalnego natężenia przepływu płynu łukowego

W celu rozwiązania powyższych problemów konieczne jest podjęcie odpowiednich środków, takich jak regularne sprawdzanie układu krążenia ługów, aby zapewnić jego prawidłowe działanie;utrzymanie dobrych warunków rozpraszania ciepła wokół elektrolizatora; oraz w razie potrzeby dostosowanie parametrów pracy elektrolizora w celu uniknięcia wystąpienia zbyt dużej lub zbyt małej objętości cyrkucji ługu.

Optymalny przepływ cyrkulacji ługów musi być określony na podstawie określonych parametrów technicznych elektrolizatora, takich jak wielkość elektrolizatora, liczba komór, ciśnienie robocze,temperatura reakcji, wytwarzanie ciepła, stężenie ługów, chłodnik ługów, separator wodoru i tlenu, gęstość prądu, czystość gazu i inne wymagania, trwałość urządzeń i rur oraz inne czynniki.

Parametry techniczne Wymiary:

wielkości 4800x2240x2281mm

całkowita masa 40700Kg

Efektywny rozmiar komory 1830, Liczba komór 238

Gęstość prądu elektrolizatora 5000A/m2

ciśnienie robocze 1,6 MPa

temperatura reakcji 90°C±5°C

Jednostkowy zestaw produktu elektrolizatora objętość wodoru 1300Nm3/h

Produkty tlen 650Nm3/h

prąd stały n13100A、 napięcie 480V

Ogrzewacz Lye Φ700x4244mm

powierzchnia wymiany ciepła 88,2m2

Separator wodoru i tlenu Φ1300x3916mm

separator tlenu Φ1300x3916mm

Stężenie roztworu wodorotlenku potasu 30%

Wartość odporności czystej na wodę > 5 MΩ·cm

Związek między roztworem wodorotlenku potasu a elektrolizatorem:

Uczyń czystą wodę przewodzącą, wyprowadź wodór i tlen i zabierz ciepło.Przepływ wody chłodzącej jest używany do kontrolowania temperatury ługu, tak aby temperatura reakcji elektrolizora była stosunkowo stabilna, and the heat generation of the electrolyzer and the cooling water flow are used to match the heat balance of the system to achieve the best working condition and the most energy-saving operating parameters.

Na podstawie rzeczywistych operacji:

Lye regulacja objętości krążenia przy 60 m3/h,

Przepływ wody chłodzącej otwiera się na około 95%,

Temperatura reakcji elektrolizora jest regulowana na 90°C przy pełnym obciążeniu,

Optymalne zużycie energii prądu stałego elektrolizatora wynosi 4,56 kWh/Nm3H2.

Pięć.podsumować

Podsumowując, objętość cyrkulacji ługu jest ważnym parametrem w procesie wytwarzania wodoru przez elektrolizę wody, który jest związany z czystością gazu, napięciem komory,temperatura elektrolizatora i inne parametryWłaściwe jest kontrolowanie objętości krążenia w zbiorniku 2~4 razy/h/min.zapewnia stabilną i bezpieczną pracę urządzeń wytwarzających wodor wodorowy przez długi okres czasu.

W procesie produkcji wodoru przez elektrolizę wodną w elektrolizorze alkalicznym, optymalizacja parametrów warunków pracy i konstrukcja bieżnika elektrolizora,W połączeniu z materiałem elektrody i materiałem przewodu wybór są kluczem do zwiększenia prądu, zmniejsza napięcie zbiornika i oszczędza zużycie energii.

/Kontaktuj nas/

Tel: +86 028 6259 0080

Faks: +86 028 6259 0100

E-mail: tech@allygas.com