การผลิตไฮโดรเจนด้วยกระแสไฟฟ้าของน้ำ — เทคโนโลยีและอุปกรณ์

อิเล็กโทรลิซิสของน้ำเป็นกระบวนการทางเคมีกายภาพซึ่งน้ำถูกย่อยสลายเป็นออกซิเจนและไฮโดรเจนภายใต้อิทธิพลของกระแสไฟฟ้าโดยตรง ตามกฎแล้วจะได้รับแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงสำหรับเซลล์โดยการแก้ไขกระแสสลับสามเฟส ในเซลล์อิเล็กโทรไลต์ น้ำกลั่นจะผ่านกระบวนการอิเล็กโทรไลซิส ในขณะที่ปฏิกิริยาเคมีดำเนินไปตามรูปแบบที่รู้จักกันดีดังต่อไปนี้: 2H2O + พลังงาน -> 2H2 + O2

อันเป็นผลมาจากการแบ่งโมเลกุลของน้ำออกเป็นส่วน ๆ ทำให้ได้ไฮโดรเจนในปริมาณสองเท่าของออกซิเจน ก๊าซในโรงงานจะถูกทำให้แห้งและทำให้เย็นลงก่อนนำไปใช้ ท่อทางออกของอุปกรณ์ได้รับการป้องกันด้วยวาล์วกันกลับเสมอเพื่อป้องกันไฟไหม้

โครงสร้างทำจากท่อเหล็กและเหล็กแผ่นหนาซึ่งทำให้โครงสร้างทั้งหมดมีความแข็งแกร่งและความแข็งแรงเชิงกลสูง ถังแก๊สต้องผ่านการทดสอบแรงดัน

หน่วยอิเล็กทรอนิกส์ของอุปกรณ์ควบคุมทุกขั้นตอนของกระบวนการผลิตและช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานสามารถตรวจสอบพารามิเตอร์ของแผงควบคุมและมาตรวัดความดันซึ่งรับประกันความปลอดภัย ประสิทธิภาพของอิเล็กโทรไลซิสนั้นได้รับก๊าซทั้งสองประมาณ 500 ลูกบาศก์เมตรจากน้ำ 500 มล. โดยมีค่าใช้จ่ายพลังงานไฟฟ้าประมาณ 4 กิโลวัตต์ต่อชั่วโมง

เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีอื่นๆ ในการผลิตไฮโดรเจนแล้ว อิเล็กโทรไลซิสในน้ำมีข้อดีหลายประการ ขั้นแรก วัตถุดิบที่มีอยู่จะถูกนำมาใช้ ได้แก่ น้ำและไฟฟ้าที่ปราศจากแร่ธาตุ ประการที่สอง ไม่มีการปล่อยมลพิษในระหว่างการผลิต ประการที่สาม กระบวนการนี้เป็นไปโดยอัตโนมัติทั้งหมด ในที่สุด ผลลัพธ์ที่ได้คือผลิตภัณฑ์ที่ค่อนข้างบริสุทธิ์ (99.99%)

ดังนั้นโรงงานอิเล็กโทรลิซิสและไฮโดรเจนที่ผลิตจากพวกมันจึงถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ ในปัจจุบัน เช่น ในการสังเคราะห์ทางเคมี การอบชุบโลหะด้วยความร้อน ในการผลิตน้ำมันพืช ในอุตสาหกรรมแก้ว อิเล็กทรอนิกส์ ระบบทำความเย็นในไฟฟ้า ฯลฯ

โรงงานอิเล็กโทรลิซิสถูกจัดเรียงดังนี้ ด้านนอกคือแผงควบคุมเครื่องกำเนิดไฮโดรเจน นอกจากนี้ยังมีการติดตั้งวงจรเรียงกระแส, หม้อแปลง, ระบบจำหน่าย, ระบบน้ำปราศจากแร่ธาตุและบล็อกสำหรับการเติม

ในเซลล์อิเล็กโทรไลต์ ไฮโดรเจนถูกผลิตขึ้นที่ด้านแคโทดเพลต และออกซิเจนถูกผลิตขึ้นที่ด้านแอโนด นี่คือที่ที่ก๊าซออกจากเซลล์ พวกมันถูกแยกออกและป้อนเข้าเครื่องแยก จากนั้นทำให้เย็นด้วยน้ำปราศจากแร่ธาตุ จากนั้นแยกด้วยแรงโน้มถ่วงจากเฟสของเหลว ไฮโดรเจนจะถูกส่งไปยังเครื่องฟอกอากาศซึ่งหยดของเหลวจะถูกกำจัดออกจากก๊าซและระบายความร้อนด้วยขดลวด

ในที่สุด ไฮโดรเจนจะถูกกรอง (ตัวกรองที่ด้านบนของตัวคั่น) โดยที่หยดน้ำจะถูกกำจัดออกทั้งหมด และเข้าสู่ห้องอบแห้ง ออกซิเจนมักจะถูกส่งไปยังชั้นบรรยากาศ น้ำปราศจากแร่ธาตุจะถูกสูบเข้าไปในเครื่องซักผ้า

ที่นี่ใช้น้ำด่างเพื่อเพิ่มการนำไฟฟ้าของน้ำ หากการทำงานของอิเล็กโทรไลเซอร์ยังคงดำเนินต่อไปตามปกติ ของเหลวจะถูกเติมในปริมาณเล็กน้อยปีละครั้ง โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ที่เป็นของแข็งจะถูกใส่ในถังของเหลวที่มีน้ำปราศจากแร่ธาตุ 2 ใน 3 จากนั้นจึงสูบเข้าไปในสารละลาย

ระบบระบายความร้อนด้วยน้ำของอิเล็กโทรไลเซอร์มีจุดประสงค์สองประการ: ทำให้ของเหลวเย็นลงถึง 80-90 °C และทำให้ก๊าซที่เกิดขึ้นเย็นลงถึง 40 °C

ระบบวิเคราะห์ก๊าซใช้ตัวอย่างไฮโดรเจน หยดของน้ำด่างในตัวคั่นจะถูกแยกออก ก๊าซจะถูกส่งไปยังเครื่องวิเคราะห์ ความดันจะลดลง และตรวจสอบปริมาณออกซิเจนของไฮโดรเจน ก่อนที่ไฮโดรเจนจะถูกส่งไปยังถัง จุดน้ำค้างจะถูกวัดในไฮโกรมิเตอร์ สัญญาณจะถูกส่งไปยังผู้ปฏิบัติงานหรือคอมพิวเตอร์เพื่อตัดสินใจว่าไฮโดรเจนที่ผลิตได้นั้นเหมาะสมสำหรับการจัดส่งไปยังถังเก็บหรือไม่ ไม่ว่าก๊าซจะเป็นไปตามเงื่อนไขการยอมรับหรือไม่

แรงดันใช้งานของเครื่องควบคุมโดยระบบควบคุมอัตโนมัติ เซ็นเซอร์รับข้อมูลเกี่ยวกับแรงดันในอิเล็กโทรไลเซอร์ หลังจากนั้นข้อมูลจะถูกส่งไปยังคอมพิวเตอร์ ซึ่งจะถูกเปรียบเทียบกับพารามิเตอร์ที่ตั้งไว้ จากนั้นผลลัพธ์จะถูกแปลงเป็นสัญญาณตามลำดับที่ 10 มิลลิแอมป์ และแรงดันใช้งานจะคงอยู่ที่ระดับที่กำหนดไว้

อุณหภูมิในการทำงานของเครื่องถูกควบคุมโดยวาล์วไดอะแฟรมลมคอมพิวเตอร์จะเปรียบเทียบอุณหภูมิกับค่าที่ตั้งไว้ และความแตกต่างจะถูกแปลงเป็นสัญญาณที่เหมาะสมสำหรับ บมจ.

ความปลอดภัยของอิเล็กโทรไลเซอร์นั้นมั่นใจได้ด้วยระบบปิดกั้นและสัญญาณเตือน ในกรณีที่มีการรั่วไหลของไฮโดรเจน การตรวจจับจะทำโดยอัตโนมัติโดยเครื่องตรวจจับ ในกรณีนี้ โปรแกรมจะปิดการสร้างทันทีและเริ่มพัดลมเพื่อระบายอากาศในห้อง ผู้ปฏิบัติงานควรเก็บเครื่องตรวจจับการรั่วไหลแบบพกพา มาตรการทั้งหมดนี้ช่วยให้เกิดความปลอดภัยในระดับสูงในการทำงานของอิเล็กโทรไลต์