Гардиши гидроген ва ишқор дар электролизери ишқорӣ Раванди истеҳсоли гидрогени электролизи об

Дар раванди истеҳсоли гидроген дар электролизери ишқорӣ, чӣ гуна бояд кори устувори дастгоҳро таъмин кард, илова бар сифати худи электролизер, ки дар он миқдори гардиши ишқор низ омили муҳими таъсиррасон аст.

Ба наздикӣ, дар ҷаласаи мубодилаи технологияҳои бехатарии истеҳсолоти Кумитаи касбии Ассотсиатсияи газҳои саноатии Чин, Ҳуанг Ли, роҳбари барномаи амалиёт ва нигоҳдории гидрогени электролизи обӣ, таҷрибаи моро дар бораи танзими ҳаҷми гардиши гидроген ва ишқор дар раванди санҷиши воқеӣ ва амалиёт ва нигоҳдорӣ мубодила кард.

Матни аслии мақола дар зер оварда шудааст.

———————

Дар заминаи стратегияи миллии дугонаи карбон, ширкати Ally Hydrogen Energy Technology Co., Ltd, ки 25 сол боз дар истеҳсоли гидроген тахассус дорад ва аввалин шуда дар соҳаи энергияи гидроген саҳм гузоштааст, ба густариши рушди технология ва таҷҳизоти гидрогени сабз, аз ҷумла тарҳрезии роутерҳои зарфҳои электролиз, истеҳсоли таҷҳизот, пӯшонидани электродҳо, инчунин озмоиш ва истифода ва нигоҳдории зарфҳои электролиз шурӯъ кардааст.

ЯкПринсипи кори электролизери ишқорӣ

Бо гузаронидани ҷараёни мустақим аз электролизери пур аз электролит, молекулаҳои об ба таври электрохимиявӣ дар электродҳо реаксия карда, ба гидроген ва оксиген таҷзия мешаванд. Барои баланд бардоштани ноқилияти электролит, электролити умумӣ маҳлули обӣ бо консентратсияи 30% гидроксиди калий ё 25% гидроксиди натрий мебошад.

Электролизер аз якчанд ҳуҷайраҳои электролитӣ иборат аст. Ҳар як камераи электролиз аз катод, анод, диафрагма ва электролит иборат аст. Вазифаи асосии диафрагма пешгирии воридшавии газ мебошад. Дар қисми поёнии электролизер вуруд ва баромади умумӣ мавҷуд аст, қисми болоии он омехтаи газ-моеъ аз ишқор ва окси-ишқор мебошад. Вақте ки шиддат аз шиддати таҷзияи назариявии об 1,23 В ва шиддати нейтралии гармӣ 1,48 В аз арзиши муайян зиёдтар аст, дар байни электрод ва интерфейси моеъ реаксияи оксиду барқароршавӣ ба амал меояд, об ба гидроген ва оксиген таҷзия мешавад.

Дуюм Чӣ тавр ишқор гардиш мекунад

1️⃣Давраи омехтаи гидроген ва оксигени паҳлӯӣ бо ишқор

Дар ин шакли гардиш, ишқор тавассути қубури пайвасткунанда дар поёни ҷудокунандаи гидроген ва оксиген ба насоси гардиши ишқор ворид мешавад ва сипас пас аз хунуккунӣ ва филтркунӣ ба камераҳои катод ва аноди электролизер ворид мешавад. Бартариҳои гардиши омехта сохтори оддӣ, раванди кӯтоҳ, арзиши паст ва метавонад андозаи якхелаи гардиши ишқорро ба камераҳои катод ва аноди электролизер таъмин кунад; нуқсон дар он аст, ки аз як тараф, он метавонад ба тозагии гидроген ва оксиген таъсир расонад ва аз тарафи дигар, он метавонад боиси аз танзим берун шудани сатҳи ҷудокунандаи гидроген-оксиген гардад, ки метавонад боиси афзоиши хатари омезиши гидроген-оксиген гардад. Дар айни замон, тарафи гидроген-оксигени давраи омезиши ишқор маъмултарин раванд аст.

2️⃣Гирдиши ҷудогонаи иёлати гидроген ва оксиген

Ин шакли гардиш ду насоси гардиши ишқор, яъне ду гардиши дохилиро талаб мекунад. Ишқор дар поёни ҷудокунандаи гидроген аз насоси гардиши тарафи гидроген мегузарад, хунук ва филтр карда мешавад ва сипас ба камераи катодии электролизер ворид мешавад; ишқор дар поёни ҷудокунандаи оксиген аз насоси гардиши тарафи оксиген мегузарад, хунук ва филтр карда мешавад ва сипас ба камераи анодии электролизер ворид мешавад. Бартарии гардиши мустақили ишқор дар он аст, ки гидроген ва оксигени ҳосилшуда, ки тавассути электролиз истеҳсол мешаванд, дорои тозагии баланд мебошанд ва аз хатари омезиши гидроген ва ҷудокунандаи оксиген аз ҷиҳати ҷисмонӣ канорагирӣ мекунанд; нуқсон дар он аст, ки сохтор ва раванд мураккаб ва гарон мебошанд ва инчунин таъмини мувофиқати суръати ҷараён, фишор, қувват ва дигар параметрҳои насосҳо дар ҳарду тараф зарур аст, ки ин мураккабии корро зиёд мекунад ва талаботи назорати устувории ҳарду тарафи системаро ба миён мегузорад.

Се таъсири суръати ҷараёни гардиши ишқор ба истеҳсоли гидроген тавассути оби электролитӣ ва ҳолати кории электролизер

1️⃣Гардиши аз ҳад зиёди ишқор

(1) Таъсир ба тозагии гидроген ва оксиген

Азбаски гидроген ва оксиген дар ишқор ҳалшавандагии муайяне доранд, ҳаҷми гардиш хеле калон аст, ки миқдори умумии гидроген ва оксигени ҳалшуда зиёд шуда, бо ишқор ба ҳар як камера ворид мешавад, ки боиси кам шудани тозагии гидроген ва оксиген дар баромадгоҳи электролизер мегардад; ҳаҷми гардиш хеле калон аст, ки вақти нигоҳдории ҷудокунандаи моеъи гидроген ва оксиген хеле кӯтоҳ аст ва газе, ки пурра ҷудо нашудааст, бо ишқор ба дохили электролизер баргардонида мешавад, ки ба самаранокии реаксияи электрохимиявии электролизер ва тозагии гидроген ва оксиген таъсир мерасонад ва минбаъд ин ба самаранокии реаксияи электрохимиявӣ дар электролизер ва тозагии гидроген ва оксиген таъсир мерасонад ва минбаъд ба қобилияти таҷҳизоти тозакунии гидроген ва оксиген барои дегидроген ва деоксигенатсия таъсир мерасонад, ки боиси таъсири сусти тозакунии гидроген ва оксиген ва таъсир ба сифати маҳсулот мегардад.

(2) Таъсир ба ҳарорати зарф

Агар ҳарорати баромади хунуккунандаи ишқор бетағйир боқӣ монад, ҷараёни аз ҳад зиёди ишқор гармии бештарро аз электролизер мегирад, ки боиси паст шудани ҳарорати зарф ва зиёд шудани иқтидор мегардад.

(3) Таъсир ба ҷараён ва шиддат

Гардиши аз ҳад зиёди ишқор ба устувории ҷараён ва шиддат таъсир мерасонад. Ҷараёни аз ҳад зиёди моеъ ба тағйирёбии муқаррарии ҷараён ва шиддат халал мерасонад ва боиси ба осонӣ устувор нашудани ҷараён ва шиддат мегардад, ки боиси тағйирёбии ҳолати кории корпуси росткунак ва трансформатор мегардад ва аз ин рӯ ба истеҳсол ва сифати гидроген таъсир мерасонад.

(4) Афзоиши истеъмоли энергия

Гардиши аз ҳад зиёди ишқор инчунин метавонад боиси афзоиши истеъмоли энергия, афзоиши хароҷоти амалиётӣ ва коҳиши самаранокии энергетикии система гардад. Асосан дар афзоиши гардиши дохилии оби хунуккунии ёрирасони система ва гардиши беруна, пошидан ва вентилятор, бори оби хунук ва ғайра, ки боиси афзоиши истеъмоли энергия мегардад, истеъмоли умумии энергия низ афзоиш меёбад.

(5) Боиси нокомии таҷҳизот мегардад

Гардиши аз ҳад зиёди ишқор сарбориро ба насоси гардиши ишқор зиёд мекунад, ки ба афзоиши суръати ҷараён, тағйирёбии фишор ва ҳарорат дар электролизер мувофиқат мекунад, ки дар навбати худ ба электродҳо, диафрагмаҳо ва прокладкаҳои дохили электролизер таъсир мерасонад, ки метавонад боиси вайроншавӣ ё вайроншавии таҷҳизот ва афзоиши бори корӣ барои нигоҳдорӣ ва таъмир гардад.

2️⃣Гириши хун хеле суст аст

(1) Таъсир ба ҳарорати зарф

Вақте ки ҳаҷми гардиши ишқор нокифоя аст, гармиро дар электролизер сари вақт гирифтан мумкин нест, ки боиси баланд шудани ҳарорат мегардад. Муҳити ҳарорати баланд боиси афзоиши фишори буғи сершудаи об дар фазаи газ ва зиёд шудани миқдори об мегардад. Агар об ба қадри кофӣ конденсатсия карда нашавад, он бори системаи тозакуниро зиёд мекунад ва ба таъсири тозакунӣ таъсир мерасонад, инчунин ба таъсир ва мӯҳлати кори катализатор ва адсорбент таъсир мерасонад.

(2) Таъсир ба ҳаёти диафрагма

Муҳити доимии ҳарорати баланд пиршавии диафрагмаро суръат мебахшад, боиси паст шудани самаранокии он ё ҳатто кафидани он мегардад, ки боиси гузариши мутақобилаи гидроген ва оксиген дар ҳарду тарафи диафрагма мегардад ва ба тозагии гидроген ва оксиген таъсир мерасонад. Ҳангоми воридшавии мутақобила ба ҳадди поёнии таркиш наздик шудан, эҳтимолияти хатари электролизер хеле зиёд мешавад. Дар айни замон, ҳарорати доимии баланд инчунин ба прокладкаи мӯҳр зарари ихроҷро мерасонад ва мӯҳлати хидмати онро кӯтоҳ мекунад.

(3) Таъсир ба электродҳо

Агар миқдори ишқор дар гардиш хеле кам бошад, гази ҳосилшуда наметавонад маркази фаъоли электродро зуд тарк кунад ва самаранокии электролиз таъсир мерасонад; агар электрод барои анҷом додани реаксияи электрохимиявӣ бо ишқор пурра тамос гирифта натавонад, нооромии қисман холӣшавӣ ва сӯхтани хушк ба амал меояд, ки рехтани катализаторро дар электрод суръат мебахшад.

(4) Таъсир ба шиддати ҳуҷайра

Миқдори ишқори гардишкунанда хеле кам аст, зеро ҳубобчаҳои гидроген ва оксигени дар маркази фаъоли электрод ба вуҷуд омадаро сари вақт тоза кардан мумкин нест ва миқдори газҳои ҳалшуда дар электролит меафзояд, ки боиси афзоиши шиддати камераи хурд ва афзоиши истеъмоли нерӯи барқ ​​мегардад.

Чор усул барои муайян кардани суръати оптималии ҷараёни гардиши ишқор

Барои ҳалли мушкилоти дар боло зикршуда, андешидани чораҳои дахлдор зарур аст, ба монанди мунтазам санҷидани системаи гардиши ишқор барои таъмини кори муқаррарии он; нигоҳ доштани шароити хуби паҳншавии гармӣ дар атрофи электролизер; ва дар ҳолати зарурӣ танзим кардани параметрҳои кори электролизер, барои пешгирӣ аз пайдоиши ҳаҷми аз ҳад зиёд ё аз ҳад ками гардиши ишқор.

Суръати оптималии ҷараёни гардиши ишқор бояд дар асоси параметрҳои мушаххаси техникии электролизер, ба монанди андозаи электролизер, шумораи камераҳо, фишори корӣ, ҳарорати реаксия, тавлиди гармӣ, консентратсияи ишқор, хунуккунандаи ишқор, ҷудокунандаи гидроген-оксиген, зичии ҷараён, тозагии газ ва дигар талабот, устувории таҷҳизот ва қубурҳо ва дигар омилҳо муайян карда шавад.

Параметрҳои техникӣ Андозаҳо：

андозаҳо 4800x2240x2281мм

вазни умумӣ 40700 кг

Андозаи муассири камера 1830, Шумораи камераҳо 238

Зичии ҷараёни электролизер 5000A/м²

фишори корӣ 1.6Mpa

ҳарорати реаксия 90℃±5℃

Маҷмӯи ягонаи маҳсулоти электролизер ҳаҷми гидроген 1300Нм³/соат

Оксигени маҳсулот 650Nm³/соат

ҷараёни мустақим n13100A, шиддати доимӣ 480V

Хушккунандаи лай Φ700x4244мм

майдони мубодилаи гармӣ 88.2м²

Ҷудокунандаи гидроген ва оксиген Φ1300x3916мм

ҷудокунандаи оксиген Φ1300x3916mm

Консентратсияи маҳлули гидроксиди калий 30%

Арзиши муқовимати оби холис >5MΩ·cm

Робитаи байни маҳлули гидроксиди калий ва электролизер:

Оби софро гузаронанда гардонед, гидроген ва оксигенро хориҷ кунед ва гармиро дур кунед. Ҷараёни оби хунуккунӣ барои назорат кардани ҳарорати ишқор истифода мешавад, то ҳарорати реаксияи электролизер нисбатан устувор бошад ва тавлиди гармии электролизер ва ҷараёни оби хунуккунӣ барои мувофиқат бо тавозуни гармии система истифода мешаванд, то беҳтарин ҳолати корӣ ва параметрҳои сарфакунандаи энергияро ба даст оранд.

Бар асоси амалиётҳои воқеӣ:

Танзими ҳаҷми гардиши луоб дар 60 м³/соат

Ҷараёни оби хунуккунӣ тақрибан 95% кушода мешавад

Ҳарорати реаксияи электролизер дар 90°C ҳангоми бори пурра назорат карда мешавад.

Истеъмоли қувваи доимии электролизери ҳолати оптималӣ 4.56 кВт/соат/Нм³Н₂ аст.

Панҷхулоса кардан

Хулоса, ҳаҷми гардиши ишқор як параметри муҳим дар раванди истеҳсоли гидроген тавассути электролизи об мебошад, ки бо тозагии газ, шиддати камера, ҳарорати электролизер ва дигар параметрҳо алоқаманд аст. Ивазкунии ишқор дар зарф бо суръати 2-4 маротиба/соат/дақиқа мувофиқ аст. Бо назорати самараноки ҳаҷми гардиши ишқор, кори устувор ва бехатари таҷҳизоти истеҳсоли гидрогени электролизи обро барои муддати тӯлонӣ таъмин мекунад.

Дар раванди истеҳсоли гидроген тавассути электролизи об дар электролизери ишқорӣ, беҳсозии параметрҳои шароити корӣ ва тарҳрезии давандаи электролизер, дар якҷоягӣ бо маводи электрод ва интихоби маводи диафрагма калиди афзоиши ҷараён, кам кардани шиддати зарф ва сарфаи истеъмоли энергия мебошанд.

--Бо мо тамос гиред--

Тел: +86 028 6259 0080

Факс: +86 028 6259 0100

E-mail: tech@allygas.com