Yn y broses gynhyrchu hydrogen electrolyzer alcalïaidd, sut i wneud i'r ddyfais redeg gweithrediad sefydlog, yn ogystal ag ansawdd yr electrolyzer ei hun, lle mae swm cylchrediad lye y lleoliad hefyd yn ffactor dylanwad pwysig.
Yn ddiweddar, yng Nghyfarfod Cyfnewidfa Technoleg Cynhyrchu Diogelwch Pwyllgor Proffesiynol Hydrogen Cymdeithas Nwyon Diwydiannol Tsieina, rhannodd Huang Li, pennaeth Rhaglen Gweithredu a Chynnal a Chadw Hydrogen Electrolysis Dŵr Hydrogen, ein profiad ar osod cyfaint cylchrediad hydrogen a llew yn y broses brofi a gweithredu a chynnal a chadw wirioneddol.
Dyma'r papur gwreiddiol.
———————
O dan gefndir y strategaeth garbon deuol genedlaethol, mae Ally Hydrogen Energy Technology Co., Ltd, sydd wedi bod yn arbenigo mewn cynhyrchu hydrogen ers 25 mlynedd ac oedd y cyntaf i ymwneud â maes ynni hydrogen, wedi dechrau ehangu datblygiad technoleg ac offer hydrogen gwyrdd, gan gynnwys dylunio rhedwyr tanciau electrolysis, gweithgynhyrchu offer, platio electrod, yn ogystal â phrofi a gweithredu a chynnal a chadw tanciau electrolysis.
UnEgwyddor Gweithio Electrolyzer Alcalïaidd
Drwy basio cerrynt uniongyrchol drwy electrolytydd sy'n llawn electrolyt, mae moleciwlau dŵr yn adweithio'n electrogemegol ar yr electrodau ac yn cael eu dadelfennu'n hydrogen ac ocsigen. Er mwyn gwella dargludedd yr electrolyt, yr electrolyt cyffredinol yw hydoddiant dyfrllyd gyda chrynodiad o 30% potasiwm hydrocsid neu 25% sodiwm hydrocsid.
Mae'r electrolysydd yn cynnwys sawl cell electrolytig. Mae pob siambr electrolysis yn cynnwys catod, anod, diaffram ac electrolyt. Prif swyddogaeth y diaffram yw atal treiddiad nwy. Yn rhan isaf yr electrolysydd mae mewnfa ac allfa gyffredin, ac mae sianel llif cymysgedd nwy-hylif o alcali ac ocsi-alcali yn rhan uchaf y llif. Pan fydd y foltedd yn fwy na'r foltedd dadelfennu damcaniaethol ar gyfer dŵr o 1.23v a'r foltedd niwtral thermol o 1.48V uwchlaw gwerth penodol, mae adwaith redoks rhwng yr electrod a'r hylif yn digwydd, ac mae dŵr yn dadelfennu'n hydrogen ac ocsigen.
Dau Sut mae'r llew yn cael ei gylchredeg
1️⃣Cylch Cymysg Hydrogen ac Ocsigen ar gyfer Llye Ochr
Yn y math hwn o gylchrediad, mae'r llew yn mynd i mewn i'r pwmp cylchrediad llew trwy'r bibell gysylltu ar waelod y gwahanydd hydrogen a'r gwahanydd ocsigen, ac yna'n mynd i mewn i siambrau catod ac anod yr electrolytydd ar ôl oeri a hidlo. Manteision cylchrediad cymysg yw strwythur syml, proses fer, cost isel, a gall sicrhau'r un maint o gylchrediad llew i siambrau catod ac anod yr electrolytydd; yr anfantais yw, ar y naill law, y gall effeithio ar burdeb hydrogen ac ocsigen, ac ar y llaw arall, y gall achosi i lefel y gwahanydd hydrogen-ocsigen fod allan o addasiad, a all arwain at y risg uwch o gymysgu hydrogen-ocsigen. Ar hyn o bryd, ochr hydrogen-ocsigen y cylch cymysgu llew yw'r broses fwyaf cyffredin.
2️⃣Cylchrediad ar wahân o hydrogen ac ocsigen
Mae'r math hwn o gylchrediad yn gofyn am ddau bwmp cylchrediad llew, h.y. dau gylchrediad mewnol. Mae'r llew ar waelod y gwahanydd hydrogen yn mynd trwy'r pwmp cylchrediad ochr hydrogen, yn cael ei oeri a'i hidlo, ac yna'n mynd i mewn i siambr catod yr electrolysydd; mae'r llew ar waelod y gwahanydd ocsigen yn mynd trwy'r pwmp cylchrediad ochr ocsigen, yn cael ei oeri a'i hidlo, ac yna'n mynd i mewn i siambr anod yr electrolysydd. Mantais cylchrediad annibynnol llew yw bod yr hydrogen a'r ocsigen a gynhyrchir gan electrolysis o burdeb uchel, gan osgoi'r risg o gymysgu gwahanydd hydrogen ac ocsigen yn gorfforol; yr anfantais yw bod y strwythur a'r broses yn gymhleth ac yn gostus, ac mae hefyd yn angenrheidiol sicrhau cysondeb y gyfradd llif, y pen, y pŵer a pharamedrau eraill y pympiau ar y ddwy ochr, sy'n cynyddu cymhlethdod y llawdriniaeth, ac yn cyflwyno'r gofyniad i reoli sefydlogrwydd dwy ochr y system.
Tri Dylanwad cyfradd llif cylchredol lleithydd ar gynhyrchu hydrogen gan ddŵr electrolytig a chyflwr gweithio'r electrolysydd
1️⃣Cylchrediad gormodol o lye
(1) Effaith ar burdeb hydrogen ac ocsigen
Gan fod gan hydrogen ac ocsigen rywfaint o hydoddedd yn y llew, mae cyfaint y cylchrediad yn rhy fawr fel bod cyfanswm yr hydrogen a'r ocsigen toddedig yn cynyddu ac yn mynd i mewn i bob siambr gyda'r llew, sy'n achosi i burdeb hydrogen ac ocsigen gael ei leihau yn allfa'r electrolytydd; mae cyfaint y cylchrediad yn rhy fawr fel bod amser cadw'r gwahanydd hylif hydrogen ac ocsigen yn rhy fyr, ac mae'r nwy nad yw wedi'i wahanu'n llwyr yn cael ei ddwyn yn ôl i du mewn yr electrolytydd gyda'r llew, sy'n effeithio ar effeithlonrwydd adwaith electrogemegol yr electrolytydd a phurdeb hydrogen ac ocsigen, ac ymhellach bydd hyn yn effeithio ar effeithlonrwydd adwaith electrogemegol yn yr electrolytydd a phurdeb hydrogen ac ocsigen, ac yn effeithio ymhellach ar allu offer puro hydrogen ac ocsigen i ddadhydrogeneiddio a dadocsigeneiddio, gan arwain at effaith wael puro hydrogen ac ocsigen ac effeithio ar ansawdd cynhyrchion.
(2) Effaith ar dymheredd y tanc
O dan yr amod bod tymheredd allfa'r oerydd llewod yn aros yr un fath, bydd gormod o lif llewod yn tynnu mwy o wres o'r electrolytydd, gan achosi i dymheredd y tanc ostwng a'r pŵer gynyddu.
(3) Effaith ar gerrynt a foltedd
Bydd cylchrediad gormodol o lye yn effeithio ar sefydlogrwydd y cerrynt a'r foltedd. Bydd llif gormodol o hylif yn ymyrryd ag amrywiad arferol y cerrynt a'r foltedd, gan achosi i'r cerrynt a'r foltedd beidio â chael eu sefydlogi'n hawdd, gan achosi amrywiadau yng nghyflwr gweithio'r cabinet cywirydd a'r trawsnewidydd, ac felly'n effeithio ar gynhyrchu ac ansawdd hydrogen.
(4) Cynnydd yn y defnydd o ynni
Gall cylchrediad gormodol o lye hefyd arwain at gynnydd mewn defnydd o ynni, cynnydd mewn costau gweithredu a gostyngiad mewn effeithlonrwydd ynni'r system. Yn bennaf wrth gynyddu'r system gylchrediad mewnol dŵr oeri ategol a'r chwistrell a'r ffan cylchrediad allanol, llwyth dŵr oeri, ac ati, fel bod y defnydd o bŵer yn cynyddu, mae cyfanswm y defnydd o ynni yn cynyddu.
(5) Achosi methiant offer
Mae cylchrediad gormodol o sodlau yn cynyddu'r llwyth ar y pwmp cylchrediad sodlau, sy'n cyfateb i gynnydd yn y gyfradd llif, amrywiadau pwysau a thymheredd yn yr electrolytydd, sydd yn ei dro yn effeithio ar yr electrodau, y diafframau a'r gasgedi y tu mewn i'r electrolytydd, a all arwain at gamweithrediadau neu ddifrod i offer, a chynnydd yn y llwyth gwaith ar gyfer cynnal a chadw ac atgyweirio.
2️⃣Cylchrediad y llew yn rhy fach
(1) Effaith ar dymheredd y tanc
Pan nad yw cyfaint cylchrediadol y llew yn ddigonol, ni ellir tynnu'r gwres yn yr electrolytydd i ffwrdd mewn pryd, gan arwain at gynnydd yn y tymheredd. Mae'r amgylchedd tymheredd uchel yn gwneud i bwysau anwedd dirlawn dŵr yn y cyfnod nwy godi a chynyddu cynnwys y dŵr. Os na ellir cyddwyso'r dŵr yn ddigonol, bydd yn cynyddu baich y system buro ac yn effeithio ar yr effaith buro, a bydd hefyd yn effeithio ar effaith a hyd oes y catalydd a'r amsugnydd.
(2) Effaith ar oes y diaffram
Bydd amgylchedd tymheredd uchel parhaus yn cyflymu heneiddio'r diaffram, yn gwneud i'w berfformiad ddirywio neu hyd yn oed rwygo, gan achosi i'r diaffram ar ddwy ochr y diaffram athreiddedd cydfuddiannol hydrogen ac ocsigen, gan effeithio ar burdeb hydrogen ac ocsigen. Pan fydd ymdreiddiad cydfuddiannol yn agos at derfyn isaf y ffrwydrad, mae'r tebygolrwydd o berygl electrolytydd yn cynyddu'n fawr. Ar yr un pryd, bydd y tymheredd uchel parhaus hefyd yn achosi difrod gollyngiadau i'r gasged selio, gan fyrhau ei oes gwasanaeth.
(3) Effaith ar electrodau
Os yw'r swm o lye sy'n cylchredeg yn rhy fach, ni all y nwy a gynhyrchir adael canol gweithredol yr electrod yn gyflym, ac mae effeithlonrwydd yr electrolysis yn cael ei effeithio; os na all yr electrod gysylltu'n llawn â'r lye i gyflawni'r adwaith electrocemegol, bydd annormaledd rhyddhau rhannol a llosgi sych yn digwydd, gan gyflymu colli'r catalydd ar yr electrod.
(4) Effaith ar foltedd celloedd
Mae faint o lye sy'n cylchredeg yn rhy fach, oherwydd ni ellir tynnu'r swigod hydrogen ac ocsigen a gynhyrchir yng nghanol gweithredol yr electrod i ffwrdd mewn pryd, ac mae faint o nwyon toddedig yn yr electrolyt yn cynyddu, gan achosi cynnydd yn foltedd y siambr fach a chynnydd yn y defnydd o bŵer.
Pedwar Dull ar gyfer pennu cyfradd llif cylchrediad lleithydd gorau posibl
I ddatrys y problemau uchod, mae angen cymryd mesurau cyfatebol, megis gwirio'r system gylchrediad llew yn rheolaidd i sicrhau ei bod yn gweithredu'n normal; cynnal amodau gwasgaru gwres da o amgylch yr electrolytydd; ac addasu paramedrau gweithredu'r electrolytydd, os oes angen, er mwyn osgoi cyfaint rhy fawr neu rhy fach o gylchrediad llew.
Mae angen pennu'r gyfradd llif cylchrediad llew gorau posibl yn seiliedig ar baramedrau technegol penodol yr electrolytydd, megis maint yr electrolytydd, nifer y siambrau, pwysau gweithredu, tymheredd adwaith, cynhyrchu gwres, crynodiad llew, oerydd llew, gwahanydd hydrogen-ocsigen, dwysedd cerrynt, purdeb nwy a gofynion eraill, gwydnwch offer a phibellau a ffactorau eraill.
Paramedrau Technegol Dimensiynau:
meintiau 4800x2240x2281mm
cyfanswm pwysau 40700Kg
Maint effeithiol y siambr 1830, nifer y siambrau 238
Dwysedd cerrynt electrolytydd 5000A/m²
pwysau gweithredu 1.6Mpa
tymheredd adwaith 90℃±5℃
Set sengl o gyfaint hydrogen cynnyrch electrolyzer 1300Nm³/h
Ocsigen Cynnyrch 650Nm³/h
cerrynt uniongyrchol n13100A, foltedd dc 480V
Oerydd Lye Φ700x4244mm
ardal cyfnewid gwres 88.2m²
Gwahanydd hydrogen ac ocsigen Φ1300x3916mm
gwahanydd ocsigen Φ1300x3916mm
Crynodiad hydoddiant potasiwm hydrocsid 30%
Gwerth gwrthiant dŵr pur >5MΩ·cm
Perthynas rhwng hydoddiant potasiwm hydrocsid ac electrolytydd:
Gwneud dŵr pur yn ddargludol, dod â hydrogen ac ocsigen allan, a chymryd gwres i ffwrdd. Defnyddir llif y dŵr oeri i reoli tymheredd y llew fel bod tymheredd adwaith yr electrolytydd yn gymharol sefydlog, a defnyddir cynhyrchu gwres yr electrolytydd a llif y dŵr oeri i gydweddu cydbwysedd gwres y system i gyflawni'r cyflwr gweithio gorau a'r paramedrau gweithredu mwyaf arbed ynni.
Yn seiliedig ar weithrediadau gwirioneddol:
Rheoli cyfaint cylchrediad lleithydd ar 60m³/awr,
Mae llif dŵr oeri yn agor tua 95%,
Rheolir tymheredd adwaith yr electrolytydd ar 90°C ar lwyth llawn,
Y defnydd pŵer DC electrolytydd mewn cyflwr gorau posibl yw 4.56 kWh/Nm³H₂.
Pumpcrynhoi
I grynhoi, mae cyfaint cylchrediad y llew yn baramedr pwysig yn y broses o gynhyrchu hydrogen trwy electrolysis dŵr, sy'n gysylltiedig â phurdeb nwy, foltedd y siambr, tymheredd yr electrolysydd a pharamedrau eraill. Mae'n briodol rheoli'r gyfaint cylchrediad ar 2 ~ 4 gwaith / awr / mun o amnewid llew yn y tanc. Trwy reoli cyfaint cylchrediad y llew yn effeithiol, mae'n sicrhau gweithrediad sefydlog a diogel offer cynhyrchu hydrogen electrolysis dŵr am gyfnod hir.
Yn y broses gynhyrchu hydrogen trwy electrolysis dŵr mewn electrolytydd alcalïaidd, optimeiddio paramedrau cyflwr gweithio a dyluniad rhedwr yr electrolytydd, ynghyd â dewis deunydd electrod a deunydd diaffram, yw'r allwedd i gynyddu'r cerrynt, lleihau foltedd y tanc ac arbed y defnydd o ynni.
——Cysylltwch â Ni——
Ffôn: +86 028 6259 0080
Ffacs: +86 028 6259 0100
E-mail: tech@allygas.com
Amser postio: Ion-09-2025
