Щелочные электролизеры

- +

Основные технические характеристики модельного ряда электролизеров VERTEX производительностью до 100 Нм³/час

Производительность по водороду	Объем Н2 Нм³/час	Объем О2 Нм³/час	Чистота Н2	Сила постоянного тока , А	Напряжение постоянного тока, В	Общий расход воды, литр/час	Общее энерго- потребление, КВт/час	Расход охлаждающей воды, м³/час	Вариант исполнения
5 м³/час	5	2,5	до 99,999%	1200	25	5	35	3	Электролизеры поставляются в моноблочном исполнении на единой раме или в контейнерном исполнении 100% заводская готовность
10 м³/час	10	5	до 99,999%	1200	37	10	52	4,5
15 м³/час	15	7,5	до 99,999%	1200	56	15	77	6
20 м³/час	20	10	до 99,999%	1200	74	20	105	9
30 м³/час	30	15	до 99,999%	1200	111	30	155	12

40 м³/час	40	20	до 99,999%	1200	148	40	206	16	Электролизеры поставляются в контейнерном исполнении 100% заводская готовность
50 м³/час	50	25	до 99,999%	1200	185	50	260	21
60 м³/час	60	30	до 99,999%	1200	222	60	310	25
70 м³/час	70	35	до 99,999%	1200	259	70	360	29
80 м³/час	80	40	до 99,999%	3800	94	80	410	33
90 м³/час	90	45	до 99,999%	3800	105	90	460	37
100 м³/час	100	50	до 99,999%	3800	117	100	512	41,5

Примечания:

Кислород является побочным продуктом и для его применения требуется дополнительное оборудование для очистки от примесей водорода, влаги и щелочи.
Возможны два варианта исполнения с рабочим давлением водорода до 1,6 МПа и давление до 3,2 МПа
Рабочая температура установки: 80±5°С
Материал мембраны: не содержит асбеста
Режим управления: ПЛК программируемый логический контроллер
Диапазон регулирования производительности электролизёра в пределах 30-100%

Устройство и состав генератора водорода

Весь комплект оборудования производительностью до 100 м³ /час размещается в стандартном 40-футовом контейнере и включает в себя: электролизёр, систему разделения газа и щелочи, систему осушки и систему очистки, выпрямитель, шкаф управления, буферный резервуар, Система водоподготовки, воздушный компрессор, чиллер и водородный компрессор могут быть включены в объем поставки как дополнительная опция.

Для работы оборудования кроме необходимого количества электроэнергии и достаточного объема охлаждающей воды требуются:

вода высокой чистоты соответствующая следующим параметрам:
- максимальная электропроводность ≤5 мкСм/см.
- pH 7-8
- мутность ≤ 1 мг/л
- температура 4.....25 °С
Азот для начальной продувки чистотой не менее 99,995%
Воздух КИП без содержания масла с точкой росы ≤ -40℃ или азот для пневматического управления.

Примерная компоновка водородной установки производительностью 60 Нм³/час в 40-футовом контейнере

Контейнерная водородная установка оснащена Детекторами утечки водорода. Два детектора утечки водорода установлены в потолке контейнера над водородной установкой. Эти детекторы непрерывно обнаруживают водород в атмосфере. В случае утечки водорода детектор немедленно отправляет сигнал в программу управления ПЛК для отключения системы генерации водорода.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ

Основной частью генератора водорода является электролизёр, в котором происходит процесс электролиза. Основной процесс разделения воды H₂O на элементарные компоненты происходит при подаче напряжения и пропускании постоянного тока через электроды, полностью погруженные в щелочную воду (электролит). Электролиз щелочной воды использует концентрированный водный щелочной раствор для обеспечения обилия гидроксильных ионов (OH-) и минимизации электрического сопротивления между электродами.

В электролизере протекают следующие электрохимические реакции:

На аноде: 4OH-→O₂+2H₂O+4E-
На катоде: 4H₂O+4E-→2H₂+4OH-
Общая реакция: 2H₂O→2H₂+O₂

Водород и кислород выходят из электролизера по отдельности вместе с щёлочью и далее направляются в систему разделения газа и щелочи, которая включает в себя сепараторы водорода и кислорода, промывочные скрубберы водорода и кислорода, охладитель водорода и кислорода, охладитель щелочи, щелочной фильтр, циркуляционные насосы щелочи и пневматические регулирующие клапаны и т.д.

Водород и кислород поступают из электролизера раздельно в сепаратор водорода и сепаратор кислорода. Газы отделяются от электролита под действием силы тяжести в нижней части обоих газосепараторов и промываются деминерализованной водой в скруббере, затем охлаждаются в газоохладителях и осушаются.

Очищенные и осушенные газы выходят через два пневматических регулирующих клапана, которые контролируют давление в системе и уровень щелочи в газосепараторах. Водород подается в водородный бак или проходит дополнительную очистку, а кислород обычно выпускается. Раствор щелочи остается на дне обоих сепараторов, затем соединяется и проходит через насос щелочи, охладитель щелочи и фильтр щелочи обратно в электролизер для дальнейшей рециркуляции.

Водород из газощелочного сепаратора поступает в колонну (Deoxo), где с помощью палладиевого катализатора удаляется кислород при комнатной температуре. Через охладитель и газоводяной сепаратор водород поступает в абсорбционный осушитель, где влага из водорода поглощается молекулярным ситом при комнатной температуре. В результате фильтрации получается водород высокой чистоты.

Система осушки включает три адсорбционных осушителя. Когда осушитель (I) выполняет адсорбционную работу, 20% сухого водорода извлекается на выходе осушителя (I) для протекания через осушитель (II), который нагревается для регенерации, для удаления влаги, адсорбированной во время предыдущей адсорбционной работы. После охлаждения охлаждающей водой через два регенерационных охладителя конденсат отделяется от 20% водорода конденсатором. Затем, поступая в осушитель (III) для адсорбции, 20% регенерационного водорода снова глубоко осушается и объединяется с другими 80% водорода из осушителя (I), вместе 100% количество водорода выводится через спеченный никелевый трубчатый фильтр. Три осушителя автоматически чередуются в 24-часовом цикле адсорбции и десорбции. Давление, температура, слив дренажа и холодная продувка и т. д. в рабочем состоянии оборудования управляются автоматически, и клапаны переключаются в соответствии с рабочим периодом адсорбционной осушки.

В установке предусмотрена система автоматического управления с ПЛК. Она оснащена ПЛК SIMENS серии S7. Все важные рабочие параметры постоянно контролируются и отображаются на экране компьютера. При выходе условий в системе за пределы допустимого диапазона автоматически срабатывает аварийная сигнализация и происходит автоматическое отключение системы.

ПЛК обеспечивает следующие функции автоматического управления:

Регулирование и контроль давления в системе.
Регулирование уровня жидкости в сепараторах водорода и кислорода.
Регулирование рабочей температуры электролизёра.
Автоматическое управление током выпрямителя.
Управление впрыском деминерализованной воды.

В установке предусмотрены следующие газоанализаторы:

Анализатор водорода для контроля содержания H₂ в O₂. Как правило, содержание водорода в кислороде составляет менее 1,5%. Он также имеет встроенную сигнализацию с уставкой, если содержание водорода превышает 2%. В этом случае срабатывает аварийная сигнализация всей водородной установки. Сигналы анализатора передаются на ПЛК для непрерывного мониторинга. Программа управления определяет, следует ли направить H₂ на дальнейшую обработку или выпустить.
Анализатор содержания O₂ в H₂. Это цифровой анализатор с диапазоном измерения кислорода от 0 до 100 ppm. Также предусмотрена сигнализация при превышении уровня кислорода в водороде 3 ppm.
Анализатор концентрации H₂O в водороде. Это цифровой анализатор с диапазоном измерения H₂O от -100 до 20 ℃. Также предусмотрена сигнализация при превышении уровня H₂O в водороде -69 ℃.

ПОДГОТОВИТЬ ТЕХНИКО-КОММЕРЧЕСКОЕ ПРЕДЛОЖЕНИЕ

Чтобы подготовить технико-коммерческое предложение под задачи и возможности вашего предприятия просим заполнить опросный лист и отправить его на адрес электронной почты vodorodgas@mail.ru.

Опросный лист

ПОЛУЧИТЬ КОНСУЛЬТАЦИЮ СПЕЦИАЛИСТА

Для получения консультации наших специалистов или уточнений по опросному листу заполните, пожалуйста, форму обратной связи.

Получить консультацию