Şokoladly elektrolizatorda suwuň elektrolizinde wodorod we şokolad aýlanyşygy Wodorod öndürmek prosesi

Aşgarly elektrolizatoryň wodorod öndürmek prosesinde, elektrolizatoryň hilinden başga-da, enjamy durnukly işlemegini nädip üpjün etmeli, bu ýerde işleýişiň aşgar aýlanyş mukdary hem möhüm täsir ediji faktor bolup durýar.

Ýakynda Hytaýyň Senagat Gazlary Assosiasiýasynyň Wodorod Hünärmenler Komitetiniň Howpsuzlyk Önümçilik Tehnologiýalary Alyş-çalyş Maslahatynda Wodorod Suw Elektroliz Wodorod Operasiýasy we Hyzmaty Maksatnamasynyň başlygy Huang Li hakyky synag, ulanyş we hyzmat etmek prosesinde wodorod we aşgar aýlanyşynyň möçberini sazlamak boýunça tejribämizi paýlaşdy.

Aşakdaky kagyz asyl nusgadyr.

———————

Milli goşa uglerod strategiýasynyň fonunda, 25 ýyl bäri wodorod önümçiligine ýöriteleşen we wodorod energiýasy ulgamyna ilkinji bolup gatnaşan “Ally Hydrogen Energy Technology Co., Ltd” kompaniýasy elektroliz baklarynyň dizaýnyny, enjamlaryň önümçiligini, elektrod örtügini, şeýle hem elektroliz baklarynyň synagdan geçirilmegini we ulanylmagyny we tehniki hyzmat edilmegini öz içine alýan ýaşyl wodorod tehnologiýasynyň we enjamlarynyň ösüşini giňeltmäge başlady.

BirAlkalin Elektrolizatoryň Iş Prinsipi

Elektrolit bilen doldurylan elektrolizatordan göni tok geçirmek arkaly suw molekulalary elektrodlarda elektrohimiki reaksiýa geçirip, wodorod we kisloroda parçalanýar. Elektrolitiň geçirijiligini ýokarlandyrmak üçin umumy elektrolit 30% kaliý gidroksidiniň ýa-da 25% natriý gidroksidiniň konsentrasiýasy bolan suwly ergindir.

Elektrolizator birnäçe elektrolitik öýjüklerden ybarat. Her bir elektroliz kamerasy katoddan, anoddan, diafragmadan we elektrolitden ybarat. Diafragmanyň esasy wezipesi gazyň siňmeginiň öňüni almakdyr. Elektrolizatoryň aşaky böleginde umumy giriş we çykyş bar, ýokarky bölegi gaz-suwuk garyndysynyň aşgar we oksi-aşgar akym kanalydyr. Belli bir naprýaženiýe göni toguň içine geçirilýär, naprýaženiýe suwuň nazary taýdan parçalanma naprýaženiýesinden 1,23v we termal neýtral naprýaženiýesinden 1,48V geçende, elektrod we suwuklyk serhedinde oksidlenme-diklenme reaksiýasy bolýar, suw wodorod we kisloroda parçalanýar.

Iki Aşgar nähili aýlanýar

1️⃣Wodorod, kislorod taraplaýyn aşgar garyşyk sikli

Bu aýlanyş görnüşinde, aşgar wodorod bölüjisiniň we kislorod bölüjisiniň aşagyndaky birikdiriji turba arkaly aşgar aýlanyş nasosyna girýär we soňra sowadylandan we süzgüçden geçirilenden soň elektrolizatoryň katod we anod kameralaryna girýär. Garyşyk aýlanyşyň artykmaçlyklary ýönekeý gurluş, gysga proses, arzan baha we elektrolizatoryň katod we anod kameralaryna aşgar aýlanyşynyň deň ölçegde bolmagyny üpjün edip bilýär; kemçiligi, bir tarapdan, wodorodyň we kislorodyň arassalygyna täsir edip biler, beýleki tarapdan bolsa, wodorod-kislorod bölüjisiniň derejesiniň sazlanmazlygyna sebäp bolup biler, bu bolsa wodorod-kislorod garyşmasynyň töwekgelçiliginiň ýokarlanmagyna getirip biler. Häzirki wagtda aşgar garyşma sikliniň wodorod-kislorod tarapy iň köp ýaýran prosesdir.

2️⃣Wodorod we kislorod taraplaýyn aşgarynyň aýry aýlanyşy

Bu aýlanyş görnüşi iki sany aşgar aýlanyş nasosyny, ýagny iki sany içki aýlanyş nasosyny talap edýär. Wodorod bölüjisiniň aşagyndaky aşgar wodorod tarapyndaky aýlanyş nasosyndan geçýär, sowadylýar we süzülýär, soňra elektrolizatoryň katod kamerasyna girýär; kislorod bölüjisiniň aşagyndaky aşgar kislorod tarapyndaky aýlanyş nasosyndan geçýär, sowadylýar we süzülýär, soňra elektrolizatoryň anod kamerasyna girýär. Aşgaryň garaşsyz aýlanyşynyň artykmaçlygy, elektroliz arkaly öndürilen wodorodyň we kislorodyň ýokary arassa bolmagydyr, fiziki taýdan wodorod bilen kislorod bölüjisiniň garyşdyrylmagynyň töwekgelçiliginden gaça durýar; kemçiligi, gurluşynyň we prosesiň çylşyrymly we gymmat bolmagydyr, şeýle hem iki tarapdaky nasoslaryň akym tizliginiň, basyşynyň, kuwwatynyň we beýleki parametrleriniň yzygiderliligini üpjün etmek zerurdyr, bu bolsa işlemegiň çylşyrymlylygyny artdyrýar we ulgamyň iki tarapynyň durnuklylygyny gözegçilikde saklamak talabyny öňe sürýär.

Elektrolitik suw arkaly wodorod öndürilmegine aşgaryň aýlanýan akym tizliginiň üç täsiri we elektrolizatoryň iş ýagdaýy

1️⃣Şirkanyň artykmaç aýlanmagy

(1) Wodorod we kislorod arassalygyna täsiri

Wodorod we kislorodyň aşgarda belli bir derejede ereýänligi sebäpli, aýlanyş göwrümi gaty uly bolýar, şonuň üçin ereýän wodorodyň we kislorodyň umumy mukdary artýar we aşgar bilen her bir kamera girýär, bu bolsa elektrolizatoryň çykyşynda wodorodyň we kislorodyň arassalygynyň peselmegine sebäp bolýar; aýlanyş göwrümi gaty uly bolýar, şonuň üçin wodorod we kislorod suwuklyk bölüjisiniň saklanyş wagty gaty gysga bolýar we doly bölünip alynmadyk gaz aşgar bilen elektrolizatoryň içine gaýtarylýar, bu bolsa elektrolizatoryň elektrohimiki reaksiýasynyň netijeliligine we wodorodyň we kislorodyň arassalygyna täsir edýär we mundan başga-da, bu elektrolizatordaky elektrohimiki reaksiýanyň netijeliligine we wodorodyň we kislorodyň arassalygyna täsir eder, şeýle hem wodorod we kislorod arassalaýjy enjamlaryň degidrogenleşdirmäge we deoksigenleşdirmäge ukyplylygyna täsir eder, bu bolsa wodorod we kislorod arassalaýjysynyň ýaramaz täsirine we önümleriň hiline täsir edýär.

（2） Çäk temperaturasyna täsiri

Aşgar sowadyjynyň çykyş temperaturasy üýtgewsiz galan şertde, aşgaryň aşa köp akymy elektrolizatordan has köp ýylylygy alar, bu bolsa bakyň temperaturasynyň peselmegine we kuwwatyň ýokarlanmagyna sebäp bolar.

（3） Tok we naprýaženiýe täsiri

Aşgaryň aşa köp aýlanmagy tok we naprýaženiýe durnuklylygyna täsir eder. Suwuklygyň aşa köp akymy tok we naprýaženiýeniň adaty üýtgemelerine päsgel berer, tok we naprýaženiýe aňsatlyk bilen durnuklaşdyrylmaz, gönileşdiriji şkafyň we transformatoryň iş ýagdaýynda üýtgemelere sebäp bolar we şeýdip wodorodyň öndürilmegine we hiline täsir eder.

(4) Energiýa sarp edilişiniň artmagy

Aşgaryň aşa köp aýlanmagy energiýa sarp edilişiniň artmagyna, işleýiş çykdajylarynyň artmagyna we ulgamyň energiýa netijeliliginiň peselmegine hem getirip biler. Esasan hem kömekçi sowadyjy suwuň içerki aýlanyş ulgamynyň we daşarky aýlanyş spreýiniň we wentylýatorynyň, sowadyjy suwuň ýüküniň we ş.m. artmagy netijesinde energiýa sarp edilişi artýar, şonuň üçin umumy energiýa sarp edilişi hem artýar.

（5） Enjamlaryň näsazlygyna sebäp bolýar

Aşgaryň aşa köp aýlanmagy aşgaryň aýlanyş nasosyna düşýän ýükü artdyrýar, bu bolsa elektrolizatordaky akym tizliginiň, basyşyň we temperatura üýtgemeleriniň ýokarlanmagyna gabat gelýär, bu bolsa öz gezeginde elektrolizatoryň içindäki elektrodlara, diafragmalara we prokladkalara täsir edýär, bu bolsa enjamlaryň näsazlyklaryna ýa-da zaýalanmagyna, şeýle hem tehniki hyzmat we abatlaýyş işleriniň iş ýüküniň artmagyna getirip biler.

2️⃣Süýjileriň aýlanyşygy gaty kiçi

（1） Çyra temperaturasyna täsiri

Aşgaryň aýlanýan möçberi ýeterlik bolmadyk ýagdaýynda, elektrolizatordaky ýylylyk wagtynda aýrylyp bilinmez, bu bolsa temperaturanyň ýokarlanmagyna getirýär. Ýokary temperaturaly gurşaw gaz fazasyndaky suwuň doýgun bug basyşynyň ýokarlanmagyna we suwuň mukdarynyň ýokarlanmagyna sebäp bolýar. Eger suw ýeterlik derejede kondensasiýa edilip bilinmese, bu arassalaýyş ulgamynyň ýüküni artdyrar we arassalaýyş täsirine täsir eder, şeýle hem katalizatoryň we adsorbentiň täsirine we ömrüniň dowamlylygyna täsir eder.

(2) Diafragmanyň ömrüne täsiri

Yzygiderli ýokary temperatura daşky gurşaw diafragmanyň garramagyny çaltlaşdyrýar, onuň işiniň peselmegine ýa-da hatda döwülmegine sebäp bolýar, diafragmanyň iki tarapynda hem wodorod we kislorodyň özara geçirijiliginiň döremegine sebäp bolup, wodorod bilen kislorodyň arassalygyna täsir edýär. Özara siňdiriliş partlamanyň aşaky çägine golaýlaşanda, elektrolizatoryň howpunyň ähtimallygy ep-esli ýokarlanýar. Şol bir wagtyň özünde, yzygiderli ýokary temperatura möhürleýji prokladkanyň syzmagyna hem sebäp bolup, onuň hyzmat möhletini gysgaldar.

（3） Elektrodlara täsiri

Eger aýlanýan aşgaryň mukdary gaty az bolsa, öndürilen gaz elektrodyň işjeň merkezinden çalt çykyp bilmeýär we elektroliz netijeliligine täsir edýär; eger elektrod elektrohimiki reaksiýany amala aşyrmak üçin aşgar bilen doly gatnaşykda bolup bilmese, bölekleýin boşalma anomaliýalary we gurak ýanma ýüze çykyp, katalizatoryň elektroda dökülmegini çaltlaşdyrar.

（4） Öýjük naprýaženiýesine täsiri

Elektrodyň işjeň merkezinde emele gelen wodorod we kislorod köpürjiklerini wagtynda aýryp bolmaýandygy sebäpli aýlanýan aşgaryň mukdary gaty az, elektrolitde ereýän gazlaryň mukdary artýar, bu bolsa kiçi kameranyň naprýaženiýasynyň ýokarlanmagyna we energiýa sarp edilişiniň artmagyna sebäp bolýar.

Aşgaryň aýlanyşynyň optimal akymyny kesgitlemegiň dört usuly

Ýokardaky meseleleri çözmek üçin degişli çäreleri görmek zerurdyr, mysal üçin, aşgar aýlanyş ulgamynyň kadaly işlemegini üpjün etmek üçin ony yzygiderli barlamak; elektrolizatoryň töwereginde gowy ýylylyk ýaýramagy şertlerini saklamak; we aşgar aýlanyşynyň örän uly ýa-da örän kiçi möçberiniň ýüze çykmagynyň öňüni almak üçin, zerur bolanda, elektrolizatoryň iş parametrlerini sazlamak.

Optimal aşgar aýlanyş akymynyň tizligi elektrolizatoryň aýratyn tehniki parametrlerine, ýagny elektrolizatoryň ölçegine, kameralaryň sanyna, iş basyşyna, reaksiýa temperaturasyna, ýylylygyň öndürilmegine, aşgaryň konsentrasiýasyna, aşgar sowadyjysyna, wodorod-kislorod bölüjisine, tok dykyzlygyna, gazyň arassalygyna we beýleki talaplara, enjamlaryň we turbalaryň berkligine we beýleki faktorlara esaslanyp kesgitlenilmelidir.

Tehniki parametrler Ölçegler：

ölçegleri 4800x2240x2281mm

umumy agramy 40700Kg

Netijeli kameranyň ululygy 1830, Kameralaryň sany 238

Elektrolizatoryň tok dykyzlygy 5000A/m²

iş basyşy 1.6Mpa

reaksiýa temperaturasy 90℃±5℃

Elektrolizator önüminiň ýekeje toplumy wodorod göwrümi 1300Nm³/s

Önüm Kislorod 650Nm³/s

göni tok n13100A, dc woltaž 480V

Şerbetçiotka sowadyjysy Φ700x4244mm

ýylylyk alyş-çalyş meýdany 88.2m²

Wodorod we kislorod bölüjisi Φ1300x3916mm

kislorod bölüji Φ1300x3916mm

Kalium gidroksid ergininiň konsentrasiýasy 30%

Arassa suwa garşylyk derejesi >5MΩ·sm

Kalium gidroksid ergini bilen elektrolizatoryň arasyndaky gatnaşyk:

Arassa suwy geçiriji ediň, wodorod we kislorody çykaryň we ýylylygy aýryň. Sowadyjy suw akymy elektrolizator reaksiýasynyň temperaturasyny deňeşdirme boýunça durnukly etmek üçin aşgaryň temperaturasyny dolandyrmak üçin ulanylýar we elektrolizatoryň ýylylyk öndürilişi we sowadyjy suw akymy iň gowy iş şertlerine we iň köp energiýa tygşytlaýjy iş parametrlerine ýetmek üçin ulgamyň ýylylyk deňagramlylygyny sazlamak üçin ulanylýar.

Hakyky amallara esaslanyp:

Aşgaryň aýlanyş möçberini sagatda 60 m³ derejede dolandyrmak,

Sowadyjy suw akymy takmynan 95% açylýar

Elektrolizatoryň reaksiýa temperaturasy doly ýükde 90°C-de dolandyrylýar,

Optimal ýagdaýda elektrolizatoryň DC energiýa sarp edilişi 4.56 kWh/Nm³H₂.

Bäşgysgaça

Jemläp aýdylanda, suw elektrolizi arkaly wodorod öndürmek prosesinde aşgaryň aýlanyş möçberi möhüm parametr bolup, ol gazyň arassalygy, kameranyň naprýaženiýesi, elektrolizatoryň temperaturasy we beýleki parametrler bilen baglanyşyklydyr. Çanakda aşgaryň çalşylmagynyň 2 ~ 4 gezek / sagat / minutynda aýlanyş möçberini gözegçilikde saklamak dogrydyr. Aşgaryň aýlanyş möçberini netijeli gözegçilikde saklamak arkaly suw elektrolizi arkaly wodorod öndürmek enjamlarynyň uzak wagtlap durnukly we howpsuz işlemegini üpjün edýär.

Aşgarly elektrolizatorda suw elektrolizi arkaly wodorod öndürmek prosesinde, iş şertleriniň parametrlerini optimizirlemek we elektrolizatoryň geçirijisiniň dizaýny, elektrod materialyny we diafragma materialyny saýlamak bilen utgaşdyrylyp, toguň güýjüni artdyrmak, bakyň naprýaženiýesini azaltmak we energiýa sarp edilişini tygşytlamak üçin möhümdir.

——Biz bilen habarlaşyň——

Tel: +86 028 6259 0080

Faks: +86 028 6259 0100

E-mail: tech@allygas.com