Í framleiðsluferli vetnis með basískri rafgreiningarvél, hvernig á að tryggja stöðuga virkni tækisins, auk gæða rafgreiningarvélarinnar sjálfrar, þar sem magn lúts í dreifingu stillingarinnar er einnig mikilvægur áhrifaþáttur.
Nýlega, á öryggis- og framleiðslutæknifundi vetnisfagnefndar Kína-iðnaðargassambandsins, deildi Huang Li, yfirmaður rekstrar- og viðhaldsáætlunar vetnisvatnsrafgreiningar, reynslu okkar af stillingu á rúmmáli vetnis- og lútdreifingar í raunverulegum prófunum, rekstri og viðhaldi.
Eftirfarandi er upprunalega blaðið.
———————
Með hliðsjón af þjóðlegri tvíþættri kolefnisstefnu hefur Ally Hydrogen Energy Technology Co., Ltd, sem hefur sérhæft sig í vetnisframleiðslu í 25 ár og var fyrst til að taka þátt í vetnisorku, hafið að auka þróun grænnar vetnistækni og búnaðar, þar á meðal hönnun rennslis fyrir rafgreiningartanka, framleiðslu búnaðar, rafskautshúðun, svo og prófanir, rekstur og viðhald rafgreiningartanka.
EinnVinnuregla basísks rafgreiningartækis
Með því að láta jafnstraum leiða í gegnum rafgreiningartæki sem er fyllt með raflausn hvarfast vatnssameindir rafefnafræðilega á rafskautunum og brotna niður í vetni og súrefni. Til að auka leiðni raflausnarinnar er almennt notað vatnslausn með styrk 30% kalíumhýdroxíðs eða 25% natríumhýdroxíðs.
Rafgreiningartækið samanstendur af nokkrum rafgreiningarfrumum. Hvert rafgreiningarhólf samanstendur af katóðu, anóðu, þind og raflausn. Helsta hlutverk þindarinnar er að koma í veg fyrir gegndræpi gass. Í neðri hluta rafgreiningartækisins er sameiginlegt inntak og úttak, og í efri hlutanum er flæðirás fyrir gas-vökvablöndu af basa og oxý-basa. Þegar ákveðin jafnstraumsspenna er tekin, þegar spennan fer yfir fræðilega niðurbrotsspennu vatns sem er 1,23V og varmahlutleysisspenna sem er 1,48V yfir ákveðið gildi, á sér stað redox-viðbrögð milli rafskautsins og vökvans og vatnið brotnar niður í vetni og súrefni.
Tvö Hvernig lúturinn dreifist
1️⃣Vetni, súrefnishliðarlút blandaður hringrás
Í þessari tegund hringrásar fer lúturinn inn í lútdæluna í gegnum tengipípu neðst á vetnisskiljunni og súrefnisskiljunni og fer síðan inn í bakskauts- og anóðuhólf rafgreiningartækisins eftir kælingu og síun. Kostir blönduðrar hringrásar eru einföld uppbygging, stutt ferli, lágur kostnaður og að hægt er að tryggja sömu stærð lútdreifingar inn í bakskauts- og anóðuhólf rafgreiningartækisins; ókosturinn er að annars vegar getur það haft áhrif á hreinleika vetnis og súrefnis og hins vegar getur það valdið því að magn vetnis-súrefnisskiljunnar sé óstillt, sem getur leitt til aukinnar hættu á blöndun vetnis-súrefnis. Eins og er er vetnis-súrefnishlið lútblöndunarhringrásarinnar algengasta ferlið.
2️⃣Aðskilin dreifing á vetnis- og súrefnishljóði
Þessi tegund hringrásar krefst tveggja lútdælna, þ.e. tveggja innri hringrása. Lúgurinn neðst í vetnisskiljunni fer í gegnum vetnisdæluna, er kældur og síaður og fer síðan inn í katóðuhólf rafgreinisins; lúgurinn neðst í súrefnisskiljunni fer í gegnum súrefnisdæluna, er kældur og síaður og fer síðan inn í anóðuhólf rafgreinisins. Kosturinn við óháða lútdreifingu er að vetnið og súrefnið sem myndast við rafgreiningu eru af mikilli hreinleika, sem kemur í veg fyrir hættu á að blanda saman vetni og súrefnisskilju; ókosturinn er að uppbygging og ferli eru flókin og kostnaðarsöm, og það er einnig nauðsynlegt að tryggja samræmi í rennslishraða, þrýstingi, afli og öðrum breytum dælanna beggja vegna, sem eykur flækjustig aðgerðarinnar og setur fram kröfu um að stjórna stöðugleika beggja vegna kerfisins.
Þrír áhrif flæðishraða lúts í blóðrás á vetnisframleiðslu með rafgreiningarvatni og vinnuskilyrði rafgreiningartækis
1️⃣Óhófleg dreifing lúts
(1) Áhrif á hreinleika vetnis og súrefnis
Þar sem vetni og súrefni hafa ákveðna leysni í lútnum er blóðrásarrúmmálið of mikið þannig að heildarmagn uppleysts vetnis og súrefnis eykst og fer inn í hvert hólf með lútnum, sem veldur því að hreinleiki vetnis og súrefnis minnkar í útrás rafgreiningartækisins; blóðrásarrúmmálið er of mikið þannig að geymslutími vetnis- og súrefnisvökvaskiljarans er of stuttur og gasið sem hefur ekki verið aðskilið að fullu er fært aftur inn í rafgreiningartækið með lútnum, sem hefur áhrif á skilvirkni rafefnafræðilegrar viðbragða rafgreiningartækisins og hreinleika vetnis og súrefnis, og enn fremur mun þetta hafa áhrif á skilvirkni rafefnafræðilegrar viðbragða í rafgreiningartækinu og hreinleika vetnis og súrefnis, og enn frekar hafa áhrif á getu vetnis- og súrefnishreinsunarbúnaðarins til að afvetna og afsúrefnisbinda, sem leiðir til lélegrar hreinsunaráhrifa vetnis og súrefnis og hefur áhrif á gæði vörunnar.
(2) Áhrif á hitastig tanksins
Að því gefnu að útrásarhitastig lútkælisins haldist óbreytt, mun of mikið lútflæði taka meiri hita frá rafgreiningartækinu, sem veldur því að hitastig tanksins lækkar og aflið eykst.
(3) Áhrif á straum og spennu
Of mikil lútflæði hefur áhrif á stöðugleika straums og spennu. Of mikil vökvaflæði truflar eðlilegar sveiflur í straumi og spennu, sem veldur því að straumur og spenna verða ekki auðveldlega stöðug, sem veldur sveiflum í rekstrarstöðu jafnriðilsskápsins og spennisins og hefur þannig áhrif á framleiðslu og gæði vetnis.
(4) Aukin orkunotkun
Of mikil lútflæði getur einnig leitt til aukinnar orkunotkunar, aukins rekstrarkostnaðar og minnkaðrar orkunýtni kerfisins. Aðallega vegna aukinnar innri hringrásar á aukakælivatni og ytri hringrásar á úða- og viftukerfi, kælivatnsálags o.s.frv., sem veldur aukinni orkunotkun og heildarorkunotkun.
(5) Orsök bilunar í búnaði
Of mikil lútdæla eykur álagið á lútdæluna, sem samsvarar aukinni rennslishraða, þrýstings- og hitastigssveiflum í rafgreiningartækinu, sem aftur hefur áhrif á rafskautin, himnurnar og þéttingarnar inni í rafgreiningartækinu, sem getur leitt til bilana eða skemmda á búnaði og aukins vinnuálags vegna viðhalds og viðgerða.
2️⃣Lútblóðrásin er of lítil
(1) Áhrif á hitastig tanksins
Þegar magn lúts í blóðrásinni er ófullnægjandi er ekki hægt að fjarlægja hitann í rafgreiningartækinu í tíma, sem leiðir til hækkunar á hitastigi. Hátt hitastig umhverfisins veldur því að mettuð gufuþrýstingur vatns í gasfasa hækkar og vatnsinnihaldið eykst. Ef vatnið er ekki nægilega þétt mun það auka álagið á hreinsunarkerfið og hafa áhrif á hreinsunaráhrifin, sem og áhrif og líftíma hvata og adsorbens.
(2) Áhrif á líftíma þindar
Stöðugt hátt hitastig í umhverfinu mun flýta fyrir öldrun þindarinnar, valda því að afköst hennar lækki eða jafnvel rofni, sem veldur því að vetni og súrefni gagnkvæmt gegndræpi beggja vegna þindarinnar, sem hefur áhrif á hreinleika vetnis og súrefnis. Þegar gagnkvæmt innrás nær neðri mörkum sprengisins eykst hættan á rafgreiningarhættu til muna. Á sama tíma mun stöðugt hátt hitastig einnig valda lekaskemmdum á þéttibúnaðinum og stytta endingartíma hans.
(3) Áhrif á rafskaut
Ef magn lúts í blóðrásinni er of lítið getur gasið sem myndast ekki yfirgefið virka miðju rafskautsins fljótt og það hefur áhrif á skilvirkni rafgreiningarinnar; ef rafskautið nær ekki að komast í fulla snertingu við lútinn til að framkvæma rafefnafræðilega viðbrögðin, mun hlutaútblástursóeðli og þurr bruni eiga sér stað, sem flýtir fyrir losun hvata á rafskautinu.
(4) Áhrif á spennu rafhlöðunnar
Magn lúts sem er í umferð er of lítið, því vetnis- og súrefnisbólurnar sem myndast í virka miðju rafskautsins geta ekki verið fjarlægðar í tíma og magn uppleystra lofttegunda í rafvökvanum eykst, sem veldur aukningu á spennu litla hólfsins og aukinni orkunotkun.
Fjórar aðferðir til að ákvarða bestu flæðishraða lúts
Til að leysa ofangreind vandamál er nauðsynlegt að grípa til viðeigandi ráðstafana, svo sem að athuga reglulega lútdreifingarkerfið til að tryggja eðlilega virkni þess; viðhalda góðum varmadreifingarskilyrðum í kringum rafgreiningartækið; og aðlaga rekstrarbreytur rafgreiningartækisins, ef nauðsyn krefur, til að koma í veg fyrir að lútdreifingin verði of mikil eða of lítil.
Ákvarða þarf bestu flæðihraða lúts út frá tilteknum tæknilegum breytum rafgreiningartækisins, svo sem stærð rafgreiningartækisins, fjölda hólfa, rekstrarþrýstingi, viðbragðshita, varmamyndun, lútstyrk, lútkæli, vetnis-súrefnisskilju, straumþéttleika, gashreinleika og öðrum kröfum, endingu búnaðar og pípa og öðrum þáttum.
Tæknilegar breytur Stærð:
stærðir 4800x2240x2281mm
heildarþyngd 40700 kg
Virk hólfstærð 1830, fjöldi hólfa 238
Rafgreiningarstraumþéttleiki 5000A/m²
rekstrarþrýstingur 1,6 MPa
viðbragðshitastig 90 ℃ ± 5 ℃
Eitt sett af rafgreiningarvöru vetnisrúmmál 1300Nm³/klst
Súrefnismagn vörunnar 650 Nm³/klst
jafnstraumur n13100A, jafnspenna 480V
Lútkælir Φ700x4244mm
Varmaskiptisvæði 88,2m²
Vetnis- og súrefnisskiljari Φ1300x3916mm
súrefnisskiljari Φ1300x3916mm
Kalíumhýdroxíðlausn með styrk 30%
Hreint vatnsþol >5MΩ·cm
Tengsl kalíumhýdroxíðlausnar og rafgreiningartækis:
Gerir hreint vatn leiðandi, leiðir út vetni og súrefni og fjarlægir hita. Kælivatnsflæðið er notað til að stjórna lúthitastiginu þannig að hitastig rafgreiningarviðbragða sé tiltölulega stöðugt og varmaframleiðsla rafgreiningartækisins og kælivatnsflæðið eru notuð til að passa við hitajafnvægi kerfisins til að ná fram bestu rekstrarskilyrðum og orkusparandi rekstrarbreytum.
Byggt á raunverulegum rekstri:
Rúmmálsstýring á lútdreifingu við 60 m³/klst.
Kælivatnsflæði opnast við um 95%,
Viðbragðshitastig rafgreiningartækisins er stýrt við 90°C við fulla hleðslu.
Kjörorkunotkun rafgreiningartækisins við jafnstraum er 4,56 kWh/Nm³H₂.
Fimmdraga saman
Í stuttu máli er dreifingarrúmmál lúts mikilvægur þáttur í vetnisframleiðsluferlinu með vatnsrafgreiningu, sem tengist hreinleika gassins, spennu í hólfinu, hitastigi rafgreiningartækisins og öðrum þáttum. Það er viðeigandi að stjórna dreifingarrúmmálinu á 2~4 sinnum/klst/mín. af lútsskiptingu í tankinum. Með því að stjórna dreifingarrúmmáli lúts á áhrifaríkan hátt er tryggt stöðugur og öruggur rekstur vetnisframleiðslubúnaðar með vatnsrafgreiningu í langan tíma.
Í vetnisframleiðsluferlinu með vatnsrafgreiningu í basískum rafgreiningartækjum eru bestun á vinnuskilyrðum og hönnun rafgreiningarrásar, ásamt vali á rafskautsefni og himnuefni, lykillinn að því að auka straum, draga úr spennu í tanki og spara orkunotkun.
——Hafðu samband——
Sími: +86 028 6259 0080
Fax: +86 028 6259 0100
E-mail: tech@allygas.com
Birtingartími: 9. janúar 2025
