En la procezo de produktado de hidrogeno per alkala elektrolizilo, kiel igi la aparaton funkcii stabilan, krom la kvalito de la elektrolizilo mem, en kiu la kvanto de cirkulado de lesivo de la agordo ankaŭ estas grava influfaktoro.
Lastatempe, ĉe la Kunveno pri Interŝanĝo de Sekureca Produktada Teknologio de la Komitato pri Profesia Hidrogeno de la Ĉina Asocio pri Industriaj Gasoj, Huang Li, la estro de la Programo pri Funkciado kaj Prizorgado de Hidrogeno, Akva Elektrolizo, dividis nian sperton pri agordado de cirkulada volumeno de hidrogeno kaj lesivo en la fakta testado kaj funkciiga kaj prizorgada procezo.
La sekvanta estas la originala artikolo.
——————
Sub la fono de la nacia strategio por duobla-karbona uzo, Ally Hydrogen Energy Technology Co., Ltd, kiu specialiĝas pri hidrogenproduktado dum 25 jaroj kaj estis la unua, kiu engaĝiĝis en la kampo de hidrogena energio, komencis vastigi la disvolvon de verda hidrogena teknologio kaj ekipaĵo, inkluzive de la dezajno de elektrolizaj tankoj, ekipaĵfabrikado, elektrodtegado, kaj ankaŭ testado kaj funkciigado kaj bontenado de elektrolizaj tankoj.
UnuFunkcia Principo de Alkala Elektrolizilo
Per pasado de rekta kurento tra elektrolizilo plenigita per elektrolito, akvomolekuloj elektrokemie reagas sur la elektrodoj kaj malkomponiĝas en hidrogenon kaj oksigenon. Por plibonigi la konduktivecon de la elektrolito, la ĝenerala elektrolito estas akva solvaĵo kun koncentriĝo de 30% kalia hidroksido aŭ 25% natria hidroksido.
La elektrolizilo konsistas el pluraj elektrolizaj ĉeloj. Ĉiu elektroliza ĉambro konsistas el katodo, anodo, diafragmo kaj elektrolito. La ĉefa funkcio de la diafragmo estas malhelpi la penetradon de gaso. En la malsupra parto de la elektrolizilo estas komuna eniro kaj eliro, dum en la supra parto fluas la gaso-likva miksaĵo de alkalo kaj oksi-alkalo. Kiam la tensio superas certan valoron de kontinua kurento, kiam la teoria malkomponiĝa tensio de akvo estas 1.23V kaj la termika neŭtrala tensio estas 1.48V, okazas redoksa reakcio inter la elektrodo kaj la likva interfaco, kaj akvo malkomponiĝas en hidrogenon kaj oksigenon.
Du Kiel la lesivo estas cirkulita
1️⃣Hidrogeno, Oksigeno Flanka Lesivo Miksita Ciklo
En ĉi tiu formo de cirkulado, la lesivo eniras la lesivan cirkuladpumpilon tra la konekta tubo ĉe la fundo de la hidrogena kaj oksigena apartigiloj, kaj poste eniras la katodan kaj anodan ĉambrojn de la elektrolizilo post malvarmigo kaj filtrado. La avantaĝoj de miksita cirkulado estas simpla strukturo, mallonga procezo, malalta kosto, kaj povas certigi la saman grandecon de lesiva cirkulado en la katodan kaj anodan ĉambrojn de la elektrolizilo; la malavantaĝo estas, ke unuflanke, ĝi povas influi la purecon de hidrogeno kaj oksigeno, kaj aliflanke, ĝi povas kaŭzi misĝustigon de la nivelo de la hidrogeno-oksigena apartigilo, kio povas rezultigi pliigitan riskon de hidrogeno-oksigena miksado. Nuntempe, la hidrogeno-oksigena flanko de la lesiva miksadciklo estas la plej ofta procezo.
2️⃣Aparta cirkulado de hidrogeno kaj oksigeno flanka lesivo
Ĉi tiu formo de cirkulado postulas du lesivajn cirkulajn pumpilojn, t.e. du internajn cirkuladojn. La lesivo ĉe la fundo de la hidrogena apartigilo pasas tra la hidrogenflanka cirkulpumpilo, estas malvarmigita kaj filtrita, kaj poste eniras la katodĉambron de la elektrolizilo; la lesivo ĉe la fundo de la oksigena apartigilo pasas tra la oksigena cirkulpumpilo, estas malvarmigita kaj filtrita, kaj poste eniras la anodan ĉambron de la elektrolizilo. La avantaĝo de sendependa cirkulado de lesivo estas, ke la hidrogeno kaj oksigeno produktitaj per elektrolizo estas de alta pureco, fizike evitante la riskon miksi hidrogenon kaj oksigenan apartigilon; la malavantaĝo estas, ke la strukturo kaj procezo estas komplikaj kaj multekostaj, kaj ankaŭ necesas certigi la konsistencon de la flukvanto, premo, potenco kaj aliaj parametroj de la pumpiloj ambaŭflanke, kio pliigas la kompleksecon de la operacio kaj postulas kontroli la stabilecon de ambaŭ flankoj de la sistemo.
Tri Influo de cirkulanta flukvanto de lesivo sur hidrogenproduktado per elektroliza akvo kaj laborkondiĉoj de elektrolizilo
1️⃣Troa cirkulado de lesivo
(1) Efiko sur hidrogeno kaj oksigeno pureco
Ĉar hidrogeno kaj oksigeno havas certan solveblecon en la lesivo, la cirkuladvolumeno estas tro granda, tiel ke la tuta kvanto de dissolvita hidrogeno kaj oksigeno pliiĝas kaj eniras ĉiun ĉambron kun la lesivo, kio kaŭzas reduktiĝon de la pureco de hidrogeno kaj oksigeno ĉe la elirejo de la elektrolizilo; la cirkuladvolumeno estas tro granda, tiel ke la retentempo de la hidrogena kaj oksigena likva apartigilo estas tro mallonga, kaj la gaso, kiu ne estis tute apartigita, estas reportita en la internon de la elektrolizilo kun la lesivo, kio influas la efikecon de la elektrokemia reakcio de la elektrolizilo kaj la purecon de hidrogeno kaj oksigeno, kaj plue tio influos la efikecon de la elektrokemia reakcio en la elektrolizilo kaj la purecon de hidrogeno kaj oksigeno, kaj plue influos la kapablon de hidrogena kaj oksigena puriga ekipaĵo dehidrogenigi kaj deoksigenigi, rezultante malbonan efikon de hidrogena kaj oksigena purigo kaj influante la kvaliton de produktoj.
(2) Efiko sur la temperaturo de la tanko
Sub la kondiĉo ke la elireja temperaturo de la lesivmalvarmigilo restas senŝanĝa, tro multe da lesivfluo forprenos pli da varmo de la elektrolizilo, kaŭzante falon de la tanktemperaturo kaj pliiĝon de la potenco.
(3) Efiko sur kurento kaj tensio
Troa cirkulado de lesivo influos la stabilecon de kurento kaj tensio. Troa likva fluo malhelpos la normalajn fluktuojn de la kurento kaj tensio, kaŭzante nefacilan stabiligon de la kurento kaj tensio, kaŭzante fluktuojn en la funkciaj kondiĉoj de la rektifila ŝranko kaj transformilo, kaj tiel influante la produktadon kaj kvaliton de hidrogeno.
(4) Pliigita energikonsumo
Troa cirkulado de lesivo ankaŭ povas konduki al pliigita energikonsumo, pliigitaj funkciigaj kostoj kaj reduktita energia efikeco de la sistemo. Ĉefe en la pliigo de helpa malvarmiga akvo en la interna cirkulada sistemo kaj ekstera cirkulada ŝprucigilo kaj ventolilo, malvarmigita akvoŝarĝo, ktp., tiel ke la energikonsumo pliiĝas, la totala energikonsumo pliiĝas.
(5) Kaŭzo de ekipaĵa paneo
Troa lesiva cirkulado pliigas la ŝarĝon sur la lesiva cirkuladpumpilo, kio korespondas al pliigitaj flukvanto, premo kaj temperaturfluktuoj en la elektrolizilo, kiu siavice influas la elektrodojn, diafragmojn kaj pakadojn ene de la elektrolizilo, kio povas konduki al ekipaĵpaneoj aŭ difektoj, kaj pliiĝon de la laborkvanto por bontenado kaj riparado.
2️⃣Lesiva cirkulado tro malgranda
(1) Efiko sur la temperaturo de la tanko
Kiam la cirkulanta volumeno de lesivo estas nesufiĉa, la varmo en la elektrolizilo ne povas esti forigata ĝustatempe, rezultante en plialtiĝo de temperaturo. La alta temperaturo kaŭzas plialtiĝon de la saturita vapora premo de akvo en la gasa fazo kaj plialtiĝon de la akvoenhavo. Se la akvo ne povas esti sufiĉe kondensita, ĝi pliigos la ŝarĝon de la puriga sistemo kaj influos la purigadan efikon, kaj ĝi ankaŭ influos la efikon kaj vivdaŭron de la katalizilo kaj adsorbanto.
(2) Efiko sur la diafragma vivo
Kontinua alta temperaturo akcelos la maljuniĝon de la diafragmo, kaŭzos malpliiĝon de ĝia funkciado aŭ eĉ rompiĝon, facile kaŭzante reciprokan permeablon de la hidrogeno kaj oksigeno ĉe ambaŭ flankoj de la diafragmo, influante la purecon de hidrogeno kaj oksigeno. Kiam la reciproka enfiltriĝo proksimiĝas al la malsupra limo de eksplodo, la probableco de danĝero de la elektrolizilo multe pliiĝas. Samtempe, la kontinua alta temperaturo ankaŭ kaŭzos elfluan difekton al la sigela garnituro, mallongigante ĝian servodaŭron.
(3) Efiko sur elektrodojn
Se la cirkulanta kvanto de lesivo estas tro malgranda, la produktita gaso ne povas rapide forlasi la aktivan centron de la elektrodo, kaj la elektroliza efikeco estas trafita; se la elektrodo ne povas plene kontakti la lesivon por efektivigi la elektrokemian reakcion, okazos parta malŝarĝa anomalio kaj seka brulado, akcelante la defalon de la katalizilo sur la elektrodo.
(4) Efiko sur ĉeltensio
La kvanto de cirkulanta lesivo estas tro malgranda, ĉar la hidrogenaj kaj oksigenaj vezikoj generitaj en la aktiva centro de la elektrodo ne povas esti forigitaj ĝustatempe, kaj la kvanto de dissolvitaj gasoj en la elektrolito pliiĝas, kaŭzante pliiĝon de la tensio de la malgranda ĉambro kaj pliiĝon de la elektrokonsumo.
Kvar Metodoj por determini optimuman flukvanton de lesivo
Por solvi la supre menciitajn problemojn, necesas preni respondajn rimedojn, kiel ekzemple regule kontroli la sistemon de lesiva cirkulado por certigi ĝian normalan funkciadon; konservi bonajn kondiĉojn de varmodisradiado ĉirkaŭ la elektrolizilo; kaj alĝustigi la funkciajn parametrojn de la elektrolizilo, se necese, por eviti la aperon de tro granda aŭ tro malgranda volumeno de lesiva cirkulado.
La optimuma lesiva cirkulada flukvanto devas esti determinita surbaze de specifaj teknikaj parametroj de la elektrolizilo, kiel ekzemple la grandeco, nombro da ĉambroj, funkciiga premo, reakcia temperaturo, varmogenerado, lesiva koncentriĝo, lesiva malvarmigilo, hidrogeno-oksigena apartigilo, kurentdenseco, gaspureco kaj aliaj postuloj, ekipaĵo kaj tubaro daŭreco kaj aliaj faktoroj.
Teknikaj Parametroj Dimensioj:
grandecoj 4800x2240x2281mm
totala pezo 40700 kg
Efektiva ĉambrograndeco 1830, nombro de ĉambroj 238
Elektrolizila kurentdenseco 5000A/m²
funkcianta premo 1.6Mpa
reakcia temperaturo 90℃±5℃
Unuopa aro de elektroliza produkto hidrogena volumeno 1300Nm³/h
Produkta Oksigeno 650Nm³/h
kontinua kurento n13100A, kontinua tensio 480V
Lesiva Malvarmigilo Φ700x4244mm
varmointerŝanĝa areo 88.2m²
Hidrogena kaj oksigena apartigilo Φ1300x3916mm
oksigena apartigilo Φ1300x3916mm
Koncentriĝo de solvaĵo de kalia hidroksido 30%
Pura akvorezisto valoro >5MΩ·cm
Rilato inter solvaĵo de kalia hidroksido kaj elektrolizilo:
Igi puran akvon konduktiva, eligi hidrogenon kaj oksigenon, kaj forigi varmon. La fluo de malvarmiga akvo estas uzata por kontroli la lesivan temperaturon tiel ke la temperaturo de la elektrolizila reakcio estas relative stabila, kaj la varmogenerado de la elektrolizilo kaj la fluo de malvarmiga akvo estas uzataj por kongruigi la varmoekvilibron de la sistemo por atingi la plej bonajn laborkondiĉojn kaj la plej energiŝparajn funkciajn parametrojn.
Bazita sur faktaj operacioj:
Kontrolo de la volumena cirkulado de lesivo je 60 m³/h,
Malvarmigakva fluo malfermiĝas je ĉirkaŭ 95%,
La reakcia temperaturo de la elektrolizilo estas kontrolata je 90 °C ĉe plena ŝarĝo.
La optimuma kontinukurenta elektrokonsumo de la elektrolizilo estas 4,56 kWh/Nm³H₂.
Kvinresumi
Resumante, la cirkulanta volumeno de lesivo estas grava parametro en la procezo de hidrogenproduktado per akva elektrolizo, kiu rilatas al gaspureco, kamera tensio, elektrolizila temperaturo kaj aliaj parametroj. Estas konvene kontroli la cirkulantan volumenon je 2~4 fojojn/h/min de lesiva anstataŭigo en la tanko. Per efika kontrolado de la cirkulanta volumeno de lesivo, ĝi certigas la stabilan kaj sekuran funkciadon de akva elektroliza hidrogenproduktada ekipaĵo dum longa tempo.
En la hidrogenproduktada procezo per akva elektrolizo en alkala elektrolizilo, optimumigo de laborkondiĉaj parametroj kaj elektrolizila kurilo-dezajno, kombinita kun elektrodmaterialo kaj diafragmomaterialo-elektado estas la ŝlosilo por pliigi kurenton, redukti tanktension kaj ŝpari energikonsumon.
Kontaktu nin
Telefono: +86 028 6259 0080
Fakso: +86 028 6259 0100
E-mail: tech@allygas.com
Afiŝtempo: Jan-09-2025
