Processo de produção de hidrogênio por eletrólise da água e sistema de controle

Processo de produção de hidrogênio por eletrólise da água e sistema de controle

30-06-2022

O processo de equipamento de produção de hidrogênio por eletrólise de água é dividido em hidrogênio, oxigênio, eletrólito, água pura de matéria-prima e água de resfriamento. O equipamento está equipado com os seguintes pontos de controle para monitorar vários parâmetros do processo, descritos a seguir:


Sistema de hidrogênio


O hidrogênio produto é retirado das portas de hidrogênio das placas de pressão em ambas as extremidades do eletrolisador e entra no separador de hidrogênio junto com o eletrólito arrastado para separação. O hidrogênio ascendente passa pelo resfriador de hidrogênio, enquanto o eletrólito permanece no separador de hidrogênio. O resfriador de hidrogênio é um trocador de calor de casco e tubo. O hidrogênio vai do lado do tubo e a água de resfriamento vai do lado do casco. Na saída de hidrogênio do resfriador, um coletor de malha de arame é disposto para capturar as gotículas de névoa no hidrogênio e removê-las. Retorne ao separador de hidrogênio. Depois que o hidrogênio sai do purgador, ele entra no separador vapor-água de hidrogênio e seu condensado é descarregado pela válvula de purga. O hidrogênio do produto é emitido através de uma válvula de controle de membrana pneumática.


     Pontos de detecção deste sistema:


①Detecção da temperatura do tanque de hidrogênio: O ponto de detecção é definido no tubo de saída do separador de hidrogênio. Depois que o sinal medido é enviado ao PLC, a temperatura do tanque de hidrogênio pode ser exibida na tela de toque.


② Detecção da diferença de nível de líquido entre os dois separadores: Os transmissores de pressão diferencial são instalados nas portas de espoleta dos separadores de hidrogênio e oxigênio para medir o nível de líquido dos dois separadores, respectivamente. Depois que o sinal é enviado para o PLC, após o cálculo, o sinal correspondente é emitido e o sinal de pressão do ar convertido pelo conversor elétrico é enviado para a válvula de controle pneumática do lado do hidrogênio para ajustar a posição da válvula, de modo que o líquido dos dois separadores pode ser ajustado. bits permanecem dentro do intervalo definido.


③ Detecção da temperatura do hidrogênio: um termômetro bimetálico é instalado para exibir a temperatura do hidrogênio no local.


④ Detecção da pureza do hidrogênio: O hidrogênio seco é passado pelo instrumento do analisador de pureza do hidrogênio. O sinal medido é enviado ao PLC, e a pureza do hidrogênio e o sinal de alarme podem ser exibidos na tela de toque.


⑤ Detecção de contrapressão de hidrogênio: Um medidor de pressão de contato elétrico é instalado na tubulação atrás da válvula da válvula de controle de membrana de hidrogênio para indicar a contrapressão de hidrogênio no local e emitir um sinal elétrico para o PLC. Quando a pressão exceder o valor definido, um alarme será emitido Sinal.


    sistema de oxigênio


O processo desse sistema é exatamente o mesmo do sistema de hidrogênio, e os pontos de detecção também são cinco, com funções ligeiramente diferentes.


①A detecção, exibição, alarme e outras funções da temperatura do banho.


② Detecção da pressão do sistema: Um transmissor de pressão é instalado na porta de espoleta da fase gasosa do separador de oxigênio. O sinal medido é convertido em um sinal pneumático e, em seguida, enviado para a válvula reguladora pneumática do lado do oxigênio para fornecer uma posição adequada da válvula.


⑧ Detecção da temperatura do oxigênio: equipado com termômetro bimetálico, a temperatura do oxigênio é exibida no local.


    ④ Detecção da pureza do oxigênio: Após a secagem, o oxigênio é enviado ao PLC através do analisador de pureza do oxigênio, e o sinal medido é enviado ao PLC, e a pureza do oxigênio e o sinal de alarme são exibidos na tela de toque.


⑤ Detecção da pressão do sistema: Um medidor de pressão de contato elétrico à prova de explosão é instalado na tubulação em frente à válvula de controle do filme de oxigênio. Além da pressão exibida no local, também emite um sinal elétrico para o PLC. Quando a pressão excede o padrão, o sinal de intertravamento de saída pode ser usado. parar o sistema.


    Sistema eletrolítico


No processo de produção de hidrogênio por eletrólise da água, o eletrólito é arrastado para o separador de hidrogênio e oxigênio junto com o gás produto e, em seguida, retorna ao eletrolisador através da circulação forçada da bomba de lixívia. A entrada da bomba de lixívia está conectada com os tubos de comunicação dos separadores de hidrogênio e oxigênio. Depois que a bomba é iniciada, o eletrólito no separador flui através do resfriador de lixívia, e a lixívia passa pelo filtro e finalmente retorna ao eletrolisador.


O calor gerado pela reação de eletrólise é retirado no resfriador de lixívia por meio da circulação de lixívia. A reposição da água da matéria-prima também entra na célula eletrolítica com a circulação do eletrólito.


    Neste sistema, existem dois pontos de detecção:


①Detecção de temperatura alcalina: A resistência de platina é instalada na linha de saída do filtro de lixívia para detectar a temperatura da lixívia que entra na célula eletrolítica. O sinal medido é convertido em um sinal pneumático e enviado para a válvula pneumática de água de resfriamento para ajustar a abertura da válvula, controlar o fluxo de água de resfriamento e manter a temperatura da lixívia.


②Detecção de volume circulante de lixívia: Há um medidor de vazão na tubulação de lixívia. O medidor de vazão indica o volume circulante de lixívia no local e emite o sinal medido. Se o volume circulante for inferior a um determinado valor definido, o PLC emitirá um alarme. E o sinal de intertravamento e, finalmente, fazer o sistema parar automaticamente.


    Sistema de água bruta


No processo de eletrólise da água, a água bruta é continuamente consumida ao ser decomposta em hidrogênio e oxigênio. Para continuar a produção, a água bruta é reabastecida no sistema.


O reabastecimento de água bruta é completado pela bomba de reabastecimento. A bomba de êmbolo é usada para reabastecer a água. A partida e parada da bomba são controladas pelos sinais medidos pelos dois transmissores de pressão diferencial. Quando o valor for inferior ao valor definido, o PLC emitirá a saída para acionar a bomba. Caso contrário, pare a bomba.


O tubo de entrada da bomba de reposição é conectado à tubulação de saída do tanque de água e do tanque alcalino, e a bomba de reposição é ativada pela partida. Ele é adicionado ao sistema de produção de hidrogênio por eletrólise da água e entra na lixívia do separador através da válvula de retenção.


    Sistema de água de refrigeração


A água de resfriamento é introduzida pelo tubo externo e a pressão da água deve estar acima de 0,2 MPa. Depois que a água de resfriamento entra no sistema, ela entra totalmente no resfriador de gás alcalino e, em seguida, entra no resfriador de líquido alcalino através da válvula de controle pneumático da água de resfriamento. A válvula da válvula de controle A posição é controlada pela temperatura alcalina medida pela resistência de platina, e a água de resfriamento e o líquido alcalino fluem na direção oposta. Depois que a água de resfriamento sai do resfriador de líquido alcalino, ela entra no tubo principal de água de retorno. Este tubo está conectado diretamente ao dispositivo de circulação de água de resfriamento externo.


① Detecção da pressão da água de resfriamento: No tubo de entrada da água de resfriamento, um manômetro de mola é instalado para detectar a pressão de entrada da água de resfriamento.


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