물의 전기분해에 의한 수소 생산 - 기술 및 장비

물의 전기분해는 물이 직류의 영향으로 산소와 수소로 분해되는 물리화학적 과정이다. 일반적으로 셀의 DC 전압은 3상 교류의 정류를 통해 얻습니다. 전해 전지에서 증류수는 전기 분해를 거치며 화학 반응은 2H2O + 에너지 -> 2H2 + O2라는 잘 알려진 체계에 따라 진행됩니다.

물 분자를 부분으로 나눈 결과 수소는 산소의 두 배 부피로 얻습니다. 플랜트의 가스는 사용하기 전에 탈수되고 냉각됩니다. 장치의 출구 파이프는 항상 역류 방지 밸브로 보호되어 화재를 방지합니다.

구조 자체는 강관과 두꺼운 강판으로 구성되어 전체 구조에 높은 강성과 기계적 강도를 부여합니다. 가스 탱크는 압력 테스트를 받아야 합니다.

장치의 전자 장치는 생산 공정의 모든 단계를 제어하고 작업자가 안전을 보장하는 패널 및 압력 게이지의 매개변수를 모니터링할 수 있도록 합니다. 전기분해 효율은 약 4kW/h의 전기 에너지 비용으로 500ml의 물에서 약 500m3의 두 가스를 얻을 수 있는 정도입니다.

다른 수소 생산 방법과 비교할 때 물 전기 분해는 여러 가지 장점이 있습니다. 첫째, 사용 가능한 원료인 탈염수와 전기가 사용됩니다. 둘째, 생산 과정에서 오염 배출이 없습니다. 셋째, 프로세스가 완전히 자동화되었습니다. 마지막으로 결과물은 상당히 순수한(99.99%) 제품입니다.

따라서 전기 분해 설비와 그로부터 생성된 수소는 오늘날 화학 합성, 금속 열처리, 식물성 기름 생산, 유리 산업, 전자 제품, 전기 냉각 시스템 등 많은 산업에서 사용됩니다.

전기분해 설비는 다음과 같이 배치됩니다. 외부는 수소 발생기 제어판입니다. 또한 정류기, 변압기, 분배 시스템, 탈염수 시스템 및 보충 블록이 설치되었습니다.

전해 전지에서 수소는 음극판 측에서 생성되고 산소는 양극 측에서 생성됩니다. 이것은 가스가 세포를 떠나는 곳입니다. 이들은 분리되어 분리기로 공급된 다음 탈염수로 냉각된 다음 중력에 의해 액상에서 분리됩니다. 수소는 액체 방울이 가스에서 제거되고 코일에서 냉각되는 스크러버로 보내집니다.

마지막으로 수소는 여과(분리기 상단의 필터)되어 물방울이 완전히 제거되어 건조실로 들어갑니다. 산소는 일반적으로 대기로 향합니다. 탈염수는 세탁기로 펌핑됩니다.

여기서 잿물은 물의 전기 전도도를 높이기 위해 사용됩니다. 전해조의 작동이 평소와 같이 계속되면 액체는 1년에 한 번 소량으로 보충됩니다. 고체 수산화칼륨을 탈염수가 2/3로 채워진 액체 탱크에 넣은 다음 용액으로 펌핑합니다.

전해조의 수냉 시스템은 액체를 80-90 °C로 냉각하고 생성된 가스를 40 °C로 냉각하는 두 가지 목적을 수행합니다.

가스 분석 시스템은 수소 샘플을 채취합니다. 분리기의 잿물 방울이 분리되고 가스가 분석기로 공급되며 압력이 감소하고 수소의 산소 함량이 확인됩니다. 수소가 탱크로 향하기 전에 습도계에서 이슬점을 측정합니다. 생산된 수소가 저장 탱크로 전달하기에 적합한지, 가스가 수용 조건을 충족하는지 여부를 결정하기 위해 작업자 또는 컴퓨터에 신호가 전송됩니다.

장치의 작동 압력은 자동 제어 시스템에 의해 조절됩니다. 센서는 전해조의 압력에 대한 정보를 수신한 후 데이터를 컴퓨터로 전송하여 설정된 매개변수와 비교합니다. 그런 다음 결과는 10mA 정도의 신호로 변환되고 작동 압력은 사전 결정된 수준으로 유지됩니다.

장치의 작동 온도는 공압 다이어프램 밸브에 의해 조절됩니다.컴퓨터는 유사하게 온도를 설정값과 비교하고 그 차이는 다음에 대한 적절한 신호로 변환됩니다. PLC.

전해조의 안전은 차단 및 경보 시스템에 의해 보장됩니다. 수소 누출의 경우 감지기에 의해 자동으로 감지됩니다. 이 경우 프로그램은 즉시 발전을 끄고 방을 환기시키기 위해 팬을 시작합니다. 작업자는 휴대용 누출 감지기를 보관해야 합니다. 이러한 모든 조치를 통해 전해조 작동 시 높은 수준의 안전성을 달성할 수 있습니다.