Priemyselné zariadenia na výrobu vodíka a kyslíka elektrolýzou vody, najmä elektrolyzéry vrátane separátorov, práčky, alkalické filtre (v súčasnosti nie sú potrebné pre PEM), regulátory tlaku (používané v tlakových systémoch), ako aj zariadenia na skladovanie a tlakovanie plynu. Podľa požiadaviek na čistotu vodíka a výroby a predaja vodíka a kyslíka sú potrebné aj zariadenia na čistenie vodíka a tlakové plniace zariadenia na vodík a kyslík. Okrem toho je vybavený aj systémom výroby čistej vody a zariadením na jednosmerné napájanie. Typ a množstvo zariadení na výrobu vodíka sú určené špecifickými podmienkami a požiadavkami každého podniku.
Elektrolytický článok je hlavným zariadením na elektrolýzu vody na výrobu vodíka a kyslíka. Elektrolyt sa naplní do článku a voda sa pôsobením jednosmerného prúdu rozkladá. Na povrchu katódy vzniká vodík a na povrchu anódy sa tvorí kyslík.
1. Základná štruktúra elektrolytického článku
Elektrolytický článok sa skladá z elektródových dosiek, membrán, izolačných tesnení, upínacích zariadení a ďalšieho príslušenstva. Pretože existuje mnoho typov elektrolytických článkov s rôznou štruktúrou a príslušenstvom, uvádzame tu len pre referenciu štruktúru bežných alkalických elektrolytických článkov.
(1) Elektródová doska
1. Typ elektródy
Elektrolytické články v súčasnosti používané v priemysle majú rôzne elektródové štruktúry, pričom všetky sú určené na zväčšenie reakčnej plochy, zníženie prepätia a zníženie obsahu plynu v elektrolyte, čím sa zlepší účinnosť vodného elektrolytického článku a zníži sa medzielektródové napätie. Znížte spotrebu energie.
(1) Plochá elektróda (tiež najprimitívnejšia forma elektródy, táto štruktúra bola v súčasnosti takmer eliminovaná)
Najstaršie ploché elektródy boli vyrobené z hladkých železných plechov. Prúdová hustota elektrolytického článku zloženého z tohto druhu elektródy je len 200-300A/m2 (prúdová hustota súvisí okrem elektródy aj s inými faktormi) a obsah plynu je veľmi vysoký. Neskôr, po vylepšeniach, boli použité liatinové elektródy a do stredu elektródových dosiek boli odliate zvislé vyvýšené rebrá, ktoré zväčšili reakčnú plochu a zvýšili prúdovú hustotu na cca 800A/m2.
Dva okrúhle otvory v spodnej časti obrázku sú krúžky kvapalinových kanálov, ktoré vstupujú do elektrolytu, a dva okrúhle otvory v hornej časti sú krúžky vzduchových kanálov, ktoré vypúšťajú vodík a kyslík. Tento druh elektródy má jednoduchú štruktúru, nízku cenu a relatívne ľahko sa inštaluje. Nevýhody spočívajú v tom, že dosky sú ťažké a vyžadujú vysoké odlievanie do piesku, je tiež ťažké pokovovať nikel na liatinu, je vysoká spotreba energie a ľahko podlieha korózii. Teraz je v Číne veľmi vzácny.
(2) Porézna elektróda
Bipolárna doska poréznej elektródy sa skladá z hlavnej dosky (nazývanej aj separátor) a katódových, anódových a anódových dosiek s rôznymi tvarmi otvorov. Bežné tvary otvorov na sekundárnej doske zahŕňajú okrúhle, polmesiace, obdĺžnikové, olivové atď.
Tento druh elektródy má veľa malých otvorov vyrazených na katóde a anódových podelektródach. Na povrchu sa zdá, že zmenšuje plochu elektródy. Avšak so správnym priemerom otvorov a rozstupom otvorov vytvárajú dierovacie otvory nové bočné povrchy, čo v skutočnosti zväčšuje pracovnú plochu ako predtým. . Okrem toho veľké množstvo plynu generovaného na sekundárnej elektróde počas prevádzky môže prechádzať týmito malými otvormi a dostať sa za sekundárnu elektródu, čo výrazne znižuje obsah plynu v elektrolyte medzi dvoma susednými katódami a anódami, čím sa znižuje napätie elektrolyt. stratu, čo môže ďalej priblížiť vzdialenosť medzi katódou a anódou a znížiť napätie v elektrolýznej komore.
Hlavné a pomocné póly sú upevnené nitmi, nazývanými aj podpery. Tento druh opornej nohy zohráva nielen úlohu upevnenia hlavnej a vedľajšej dosky, ale tiež zohráva úlohu vedenia. To znamená, že počas prevádzky prúd tečie z katódovej strany bipolárnej dosky na stranu anódy cez oporné rameno. Preto pri zvažovaní veľkosti a rozmiestnenia oporných nôh musia mať určitú pevnosť a rovnomerné rozloženie a musia dosahovať prierezovú plochu určenú ich menovitým prúdom. Nohy na katódovej strane sú dlhšie ako anódová strana. Je to preto, že vodík produkovaný katódou je dvakrát väčší ako kyslík produkovaný anódou.
Nevýhodou tejto elektródovej konštrukcie je, že vyžaduje dve pokovovanie niklom počas výroby, to znamená, že sekundárna elektróda sa najprv pokovuje jednotlivo a potom sa po nitovaní a zváraní pokovuje celá elektróda. Ak je sekundárny pól poškodený, nie je možné ho jednotlivo vymeniť.
Hlavné a sekundárne póly niektorých elektród sú upevnené skrutkovými maticami. Tento druh sekundárneho pólu je zostavený z niekoľkých tenkých dosiek s mnohými vyrazenými polmesiacovými otvormi.
Priame bodové zváranie sa používa aj na upevnenie hlavnej a pomocnej elektródy (anóda a pomocné elektródy sú vyrobené z čistých niklových plechov) a na meter štvorcový plochy elektródy je 700 zváracích bodov. To zaisťuje mechanickú pevnosť, vyrovnáva distribúciu prúdu a znižuje odporové straty. Aj keď cena čistej niklovej anódy je vyššia, uvádza sa, že sa používa viac ako 25 rokov bez korózie.
(3) Sieťová elektróda
Priame použitie kovovej siete ako zápornej a kladnej elektródy elektródy sa ukázalo ako ideálna metóda. Pretože sieťovaná podelektróda nielen zväčšuje reakčnú plochu, znižuje obsah plynu, ale tiež ďalej znižuje vzdialenosť medzi elektródami, vďaka čomu je elektrolytický článok kompaktnejší, jednoduchší na spracovanie a výrobu a ľahko sa udržiava.
Z vyššie uvedených údajov je možné vidieť, že aktivované jednovrstvové niklové pletivo a aktivované železné pletivo ako katódy majú nižšie medzielektródové napätie. Pretože aktivované drôtené pletivo má slabú stabilitu, ako materiál katódy a sekundárnej elektródy sa používa jedna vrstva aktivovaného niklového drôteného pletiva. Aby sa zabránilo ľahkému odpadnutiu aktivačnej vrstvy, ošetrenie drsnosti povrchu by sa malo vykonať pred aktiváciou niklovej sieťky. Anóda a pomocné elektródy sú priamo vyrobené z niklového drôteného pletiva. Hlavná doska sieťovej elektródy má veľa mliečnych výčnelkov. Nie je pripevnený k sekundárnej elektróde, ale je priamo zmontovaný do telesa nádrže. Nemecký elektrolyzér Lurgi a tlakový elektrolyzér DQ vyrobený v mojej krajine v posledných rokoch používajú sieťové elektródy.
Bez ohľadu na tvar sa vzdialenosť medzi doskou hlavnej elektródy a pomocnými elektródami yin a yang čoraz viac približovala. (Nulový rozdiel medzi platňami je vývojový trend)
2. Materiály elektród a povrchová úprava
Materiál elektródy bývala liatina, ale teraz sa väčšinou používa mäkké železo a anódový povrch elektródy je pokovovaný kovovým niklom (používa sa aj čistý nikel) a aktivuje sa povrch katódy. Účelom niklovania na povrchu anódy je ochrana anódy a zníženie prepätia kyslíka; účelom aktivácie povrchu katódy je zníženie prepätia vodíka.
(1) Poniklovanie anódy
Pred poniklovaním by sa mala elektródová platňa skontrolovať, či spĺňa konštrukčné požiadavky, a nemali by na nej byť žiadne otrepy, otrepy, vrúbky, zlomy atď. Potom použite pieskovanie, chemické, elektrochemické a preplachovacie metódy na odstránenie olejových škvŕn a hrdze. na platniach, aby povrch spĺňal požiadavky pred galvanickým pokovovaním.
Dosky nesmú používať ako spodnú vrstvu žiadny kov. Je to preto, že chemická aktivita tohto kovu je odlišná od aktivity železa a niklu. V prítomnosti elektrolytu medzi nimi vznikne galvanická korózia, ktorá urýchli poškodenie platní; Navyše samotný kov môže byť korodovaný elektrolytom.
Roztok na pokovovanie niklom je vyrobený zo síranu nikelnatého a iných činidiel. Doska, ktorá sa má pokovovať, sa používa ako katóda a kovový nikel sa používa ako anóda. Pri prechode jednosmerného prúdu kovový nikel na anóde postupne stráca elektróny a stáva sa iónmi a vstupuje do roztoku. ióny niklu v roztoku sa pohybujú smerom ku katóde v dôsledku priťahovania katódy a odpudzovania anódy a potom získavajú elektróny na katóde a stávajú sa kovovým niklom pripojeným k povrchu katódy, čo spôsobuje, že povrch katódy doska, ktorá sa má pokovovať vrstvou niklu. Počas elektrolytického pokovovania je potrebné kontrolovať vhodnú teplotu, hodnotu pH, prúdovú hustotu, napätie, čas atď., aby sa vrstva niklu mohla rovnomerne a pevne spojiť s pokovovanou doskou.
Technické požiadavky na pokovovanie niklom sú:
1) Povlak by mal byť svetlosivý tmavý nikel.
2) Poniklovanie nesmie mať záhyby, odlupovanie, bublinky, zjavné otrepy alebo nepokovované oblasti. Po pokovovaní musí byť prísne chránený a niklová vrstva nesmie byť poškriabaná, otlačená alebo poškodená. Opravné pokovovanie je povolené pre škrabance a hrbole na jednotlivých miestach, ale je potrebné zabezpečiť pevné spojenie náteru a požiadavky na pórovitosť.
3) Hrúbka povlaku anódovej strany hlavnej dosky, pomocnej anódovej dosky a nitov alebo skrutiek je väčšia alebo rovná 100 μm. Na meranie akýchkoľvek dvoch bodov v strede môžete použiť hrúbkomer.
4) Pevnosť spojenia povlaku sa nekontroluje na poškodenie dosky. Na kontrolu ohybu je možné použiť iné poniklované malé dosky. Polomer ohybu je štvornásobok hrúbky.
5) Vyžaduje sa, aby vrstva pokovovania niklom nemala žiadne póry alebo len veľmi málo pórov. Jeho pórovitosť môže byť testovaná ferrikyanidom draselným K [Fe(CN)] pre modrý bodový test. Index modrého bodu by nemal presiahnuť 120 bodov/100 cm2. Ak pórovitosť spĺňa požiadavky a hrúbka poniklovanej vrstvy je menšia ako 20% vyššie uvedených ukazovateľov, možno ju stále považovať za kvalifikovanú.
6) Po pokovovaní niklom by sa mal na pasiváciu použiť uhličitan sodný. Pred pasivačným spracovaním sa musí vykonať kontrola pórovitosti. Aby sa zabránilo korózii, musia byť poniklované aj ostatné časti elektrolytického článku. Hrúbka pokovovania je: rám, vzduchová trubica, vzduchový krúžok, kvapalinová trubica, kvapalinový prstenec > 60 μm, nity, prítlačné dosky a špeciálne podložky > 40 μm.
(2) Aktivácia katódy
V procese elektrolýzy vody môže použitie aktivácie katódy vo všeobecnosti znížiť spotrebu energie asi o 10 %. Takzvaná aktivácia katódy znamená, že katóda a sekundárne dosky sú pokovované vrstvou spodnej vrstvy niklu a potom vrstvou aktivačnej vrstvy disulfidu niklu. Spôsob pokovovania spodnej vrstvy niklu je rovnaký ako pri pokovovaní anódovým niklom a jej hrúbka je vo všeobecnosti asi 20 μm. Roztok na galvanické pokovovanie na pokovovanie aktívnej vrstvy sa skladá zo síranu nikelnatého, tiosíranu sodného (sodná sóda), chloridu amónneho a ďalších činidiel. Počas procesu galvanizácie sa musí kontrolovať vhodná teplota, hodnota pH, prúdová hustota atď. ·
Technické požiadavky na aktivačnú vrstvu sú:
1) Pri výstupe z nádrže by mala byť aktivačná vrstva žltozelená a potom bronzová.
2) V aktivačnej vrstve by nemalo dochádzať k odlupovaniu, bublaniu a pod. Pri potenciálnych testoch nesmie aktivačná vrstva opadávať alebo opadávať mierne vo forme prášku.
3) Hrúbka aktivačnej vrstvy by mala byť väčšia alebo rovná 12μ a minimum by nemalo byť menšie ako 5μ. Hrúbku je možné merať metalografickým mikroskopom.
4) Obsah síry a niklu v aktívnej vrstve by mal zodpovedať pomeru Ni2S2. Pri testovaní nadmerného potenciálu by prúd nemal byť nižší ako 2000A/m2.
Ak je potrebné poniklovanú vrstvu alebo aktívnu vrstvu znovu pokovovať, pretože kvalita nespĺňa požiadavky, pôvodný povlak by sa mal odstrániť a potom znova pokovovať. Stripovací roztok môže byť vyrobený z kyanidu sodného, citrátu sodného a nitrobenzénsulfonátu sodného.
Pokovované časti, ako sú platne a rámy, sa musia správne uchovávať a umiestniť vo vetranej a suchej miestnosti, aby sa zabránilo korózii. Za každých okolností je potrebné zabrániť vsakovaniu dažďovej vody.
3. Membrána
Požiadavky na kvalitu membrány
V elektrolytickom článku katóda produkuje vodík a anóda produkuje kyslík. Ak sa neoddelia, dôjde k zmiešaniu vodíka a kyslíka, čo nielenže nesplní účel tejto výroby, ale prinesie aj vážne nebezpečenstvo. Táto A diafragma je potrebná na striktné oddelenie vodíka a kyslíka. Kvalita membrány priamo súvisí s čistotou vodíka a kyslíka a spotrebou energie. Požiadavky na membránu sú:
1) Bubliny nemôžu prechádzať;
2) Môže byť zmáčaný elektrolytom, čo umožňuje hladký prechod iónov v roztoku;
3) mať dostatočnú mechanickú pevnosť;
4) Nebude korodovaný zásadami v elektrolyte a má silnú chemickú stabilitu;
5) Lacné a vhodné na priemyselné použitie.
V minulosti ľudia používali ako membránu niklovú fóliu. Bol vyrobený galvanickým pokovovaním a mal 800-1400 otvorov na cm2. Takáto membrána má vysokú mechanickú pevnosť, ale ľahko sa poškodí elektrochemickým pôsobením, má krátku životnosť a je náchylná na skrat a dva póly nemôžu byť čo najbližšie. V súčasnosti separátory v podstate prešli procesom od separátorov z azbestovej tkaniny na PPS a potom na PPS + oxid zirkoničitý. V budúcnosti môže dôjsť k aplikácii anorganických membrán. V skutočnosti existuje veľa možností pre separačné materiály za predpokladu splnenia vyššie uvedených výkonnostných požiadaviek.
4. Rámec
Počas procesu elektrolýzy sú plynný vodík a kyslík produkovaný anódovými a katódovými elektródami oddelené membránou. Každá komora je oddelená hlavnou doskou, preto sa hlavná doska nazýva aj priečka; komory sú obklopené kovovým (používajú sa aj strojárske plasty) rámom. Tradičná metóda spočíva v tom, že membránová tkanina je nitovaná v ráme, takže tento druh rámu sa nazýva aj rám membrány. Súčasná nová konštrukcia spočíva v tom, že hlavná doska je privarená k rámu, čím sa vytvára typ kombinácie dosky a rámu. Či už ide o membránový rám alebo doskový rám, jeho hrúbka sa stále zmenšuje, čo znamená, že vzdialenosť medzi pomocnými pólmi katódy a anódy a vzdialenosť medzi pomocnými pólmi katódy a anódy sa zmenšuje.
1. Rám membrány
Membrány v mnohých elektrolyzéroch sú nitované do kovových rámov. Kovový rám je vyrobený z kovanej ocele alebo zvarený špeciálnou oceľou v tvare T. Okolo oboch strán sú tesniace línie, aby elektrolyt mohol byť utesnený v tele nádrže. V hornej časti rámu je otvorený otvor, ktorý je výstupom vodíka a kyslíka, a otvor v spodnej časti je vstup elektrolytu. Povrch rámu je taktiež pokovovaný metalickým niklom.
Požiadavky na kvalitu membránového rámu sú:
1) Na zvarovom spoji rámu sa nehromadí zváracia troska, povrch je hladký a tesniaca línia zvarového spoja je dokončená;
2) Tesniaca linka by mala byť nepoškodená. Aspoň jedna z niekoľkých tesniacich línií musí byť neporušená:
3) Vrstva pokovovania niklom by mala byť bez defektov, ako je odlupovanie a odlupovanie;
4) Vstup kvapaliny a výstup vzduchu by nemali byť upchaté a bez otrepov;
5) Membrána by mala byť nitovaná na kyslíkovej strane a počas nitovania musí byť dotiahnutá, aby sa zabránilo poškodeniu membrány.
2. Rám taniera
Doskový rám je kľúčovým komponentom vodného elektrolyzéra. Vytvára sa zváraním hlavnej dosky v ráme a zvary musia byť husté. Pretože dosky a rámy moderných vodných elektrolyzérov sú relatívne tenké, vyžadujú si vysoké požiadavky na inštaláciu a pracujú pod vysokým tlakom, je nevyhnutné znížiť tepelnú deformáciu počas zvárania dosiek a rámov. Z hľadiska technológie spracovania sa všeobecne používa metóda zvárania volfrámovým argónom s vysokým oblúkovým teplom, koncentrovaným oblúkovým stĺpcom a malou tepelne ovplyvnenou zónou. Súčasne sa používajú dve zváracie pištole a na zvárané diely sa na urýchlenie chladenia aplikuje vodou chladená medená podložka.
Forma dosky a rámu zjednodušuje štruktúru nádrže, znižuje počet dielov a objem spracovania, znižuje únikovú plochu nádrže o 50% a zlepšuje utesnenie zariadenia.
5. Izolačné tesniace materiály a upínacie zariadenia
1. Tesniaci materiál:
Izolácia elektrolytického článku je rozdelená na dva aspekty, jedným je izolácia medzi telesom nádrže a zemou a druhým je izolácia medzi pólovými nástavcami. Ak teleso nádrže nie je dobre izolované od zeme, bude to predstavovať mimoriadne vážnu hrozbu pre bezpečnosť zariadenia usmerňovača a je absolútne zakázané. Hodnotu izolačného odporu voči zemi je možné vypočítať na základe požadovaného 1000Ω na volt. Izolácia medzi pólovými nástavcami súvisí s aktuálnymi otázkami účinnosti a bezpečnosti. V dôsledku zlej izolácie dôjde k úniku, ktorý zabráni tejto časti prúdu produkovať plyn a ovplyvní výstup. Ak je únik vážny, ide o skratový jav a vyhorenie. Možnosť dosiek a membrán.
Izolátor, ktorý nesie celé telo nádrže, je zvyčajne porcelánové izolačné sedadlo alebo elektrická izolačná doska. Izolátor, ktorý podopiera dosku a rám, je malé porcelánové sedadlo alebo bakelitové izolačné puzdro. Izolačný tesniaci materiál medzi elektródami (rámy) je tradične vyrobený z azbestových kaučukových dosiek alebo integrálne spracovaných polytetrafluórových tesnení. Najnovším vývojom je použitie štruktúry „látka-podložka-v-jednom“.
2. Blokovacie zariadenie
Zo zostavy elektrolytickej komory sa po upnutí stane telo nádrže. Upínacie zariadenie sa skladá z koncových dosiek na oboch koncoch, veľkých skrutiek, matíc, pružinových kotúčov a izolačných puzdier. V dôsledku tepelnej rozťažnosti a kontrakcie sa veľkosť tela nádrže z času na čas mení, čo závisí od sily pružinového taniera, aby udržalo telo nádrže v stlačenom stave. Na určenie sily pružinového kotúča sa dá vypočítať na základe medzery medzi kotúčmi a deformačnej krivky.
6. Ostatné pomocné diely
1. Dýchacie cesty a tekutinový kanál
Vzduchové kanály a kanály kvapaliny elektrolytického článku sú rozdelené na kanály pre prívod vodíka, kyslíka a elektrolytu. Podľa ich polohy v tele nádrže ich možno rozdeliť do dvoch typov: vonkajšie vzduchové a kvapalinové kanály a vnútorné vzduchové a kvapalinové kanály.
(1) Vonkajšie vzduchové a kvapalinové kanály
Vzduchové kanály a kvapalinové kanály elektrolytického článku umiestnené mimo nádrže sa nazývajú vonkajšie vzduchové a kvapalinové kanály. Vzduchové kanály a kvapalinové kanály inštalované mimo nádrže možno rozdeliť do dvoch typov: prstencové a valcové.
Prstencový vzduchový kanál a kvapalinový kanál sú zložené z oceľových krúžkov, ktoré sa rovnajú počtu komôr. Oceľové krúžky sú izolované a utesnené podložkami z azbestovej gumy a oceľové krúžky a rám sú spojené krátkymi kovovými rúrkami. Nevýhody tejto formy spočívajú v tom, že sa ťažko montuje a má vysoké požiadavky. Je ľahké spôsobiť únik v dôsledku tepelnej rozťažnosti a kontrakcie a je ťažké ho opraviť.
Cylindrický vzduchový kanál je dlhý oceľový valec s rovnakým počtom krátkych rúrok privarených k rámu. Hlava rúry a rám sú spojené prieduškovými rúrkami a izolačnými rúrkami. Výhodou tejto formy je, že zariadenie je jednoduché a inštalácia a údržba sú veľmi pohodlné. Ak je však izolačná trubica príliš krátka a trubica je naplnená elektrolytom a za podmienok vyššieho napätia, časť prúdu unikne z jedného konca nádrže cez elektrolyt v izolačnej trubici do kovového valca a potom prejde cez valec na druhý koniec. Jeden koniec prechádza do tela nádrže. Táto situácia spôsobí nielen vážnu stratu prúdu, ale aj počas procesu vedenia elektrolytu v izolačnej trubici sa hlavy kovovej trubice spájajúce dva konce izolačnej trubice uvedú do činnosti ako kladná a záporná elektróda. je generovaná parazitná elektrolýza, ktorá spôsobuje tvorbu vodíka a kyslíka na oboch koncoch. Spôsobuje zníženie celkovej čistoty plynu. Ak majú dýchacie cesty valcový tvar, vodíkové a kyslíkové odbočné rúrky každej elektrolýznej komory musia mať zakrivený tvar a kolená musia byť vyššie ako trubica dýchacích ciest. Týmto spôsobom je elektrolyt v každom odbočnom potrubí odpojený a nie je ľahké. Dochádza k elektrochemickej reakcii.
Ideálne by bolo, keby sa na výrobu vzduchovej trubice a trubice na kvapalinu namiesto ocele použili technické plasty, ale tento plast musí mať dobrú odolnosť voči zásadám, teplotnú odolnosť a nesmie ľahko starnúť. Prietokové valce môžu byť vyrobené aj z rúrok z chlórovaného polyéteru.
(2) Vnútorné vzduchové a kvapalinové kanály
Vzduchové kanály a kvapalinové kanály elektrolytického článku sú umiestnené vo vnútri tela nádrže a sú integrované s telom nádrže, ktoré sa nazývajú vnútorné vzduchové a kvapalinové kanály, ako je znázornené na obrázku nižšie:
Táto štruktúra posúva plynové a kvapalinové kanály z vonkajšej strany nádrže do vnútra nádrže, čo lepšie rieši problém netesnosti vo vonkajších plynových a kvapalinových kanáloch v dôsledku tepelnej expanzie a kontrakcie.
2.Oddeľovač
Vodík a kyslík vychádzajúci z dýchacích ciest sú sprevádzané veľkým množstvom alkalickej kvapaliny. Funkciou separátora je oddeliť plyn a alkalickú kvapalinu. Oddelený elektrolyt sa ochladí a prefiltruje a vráti sa do elektrolýznej komory, zatiaľ čo plynný vodík a kyslík vstupujú do práčky plynu.
Separátor je vo všeobecnosti vyrobený do valcového tvaru. V každom je jeden vodík a jeden kyslík a dno je spojené potrubím a má vo vnútri potrubie na chladiacu vodu. Preto separátor plní aj úlohu chladenia elektrolytu a nastavovania tlaku na oboch stranách vodíka a kyslíka v elektrolyzéri. Niektoré separátory stoja vzpriamene vedľa nádrže ako samostatné zariadenie; niektoré ležia vodorovne na nádrži; niektoré rozširujú dýchaciu trubicu a tiež zohrávajú úlohu separácie plynu a kvapaliny.
3. Umývačka
Vodík a kyslík vychádzajúci zo separátora majú relatívne vysoké teploty a obsahujú veľa vodnej pary a alkalickej hmly. Aby sa znížila teplota plynu a získala sa surovina voda a alkálie, plyn sa musí ochladiť a premyť. Elektrolyzéry sú vo všeobecnosti vybavené dvoma práčkami a viaceré elektrolyzéry môžu zdieľať pár práčok. Jedna je vodíková práčka a druhá je kyslíková práčka, pričom obe sú vybavené potrubím chladiacej vody. Čistá voda dodávaná do elektrolyzéra vo všeobecnosti najprv prechádza cez práčku, aby sa predhriala. Plyn vstupujúci do práčky najprv prúdi potrubím zhora nadol, potom sa otočí zospodu cez cik-cak bublinkový uzáver a potom prechádza cez sitovú dosku a je premývaný čistou vodou. Alkalická hmla strhnutá v plyne sa vymyje a vodná para kondenzuje.
Pračka musí byť inštalovaná v určitej výške, aby premytá čistá voda mohla prúdiť do elektrolyzéra gravitáciou.
Existujú dva typy práčok: vertikálne a horizontálne. Pračka má okrem chladenia a prania plynu a predhrievania čistej vody aj funkciu nastavovania tlaku na oboch stranách vodíka a kyslíka, pretože dná dvojice práčok sú spojené.
4.Filtrujte
Aby sa eliminoval vplyv mechanických nečistôt (ako sú železné látky, niklová koža, azbestové vlákna, zvyšky azbestovej gumy atď.) v elektrolyte na proces elektrolýzy, zabráňte upchatiu plynových a kvapalných potrubí elektrolytického článku a zabráňte vzniku skratov a elektrolýzy v článku. Nádrž je vo všeobecnosti vybavená filtrom elektrolytu. Veľkosť filtrov, počet vnútorných vrstiev a umiestnenie zariadení v rôznych elektrolytických článkoch sú určené špecifickými podmienkami. Vo vnútri filtra sa nachádza filter, ktorý vo všeobecnosti používa 60-80 sieťovinu z niklového drôtu. Filter je potrebné počas prevádzky pravidelne rozoberať a čistiť, inak nadmerné hromadenie nečistôt upchá filter a ovplyvní cirkuláciu elektrolytu.
Existujú dva typy elektrolytických filtrov: vertikálne a horizontálne. Vertikálny filter sa ľahko rozoberá a čistí a môže tiež znížiť straty elektrolytu pri demontáži a čistení filtra.
5. Regulátor tlaku
Ak sa počas procesu elektrolýzy výrazne zmení tlak v elektrolytickom článku, často to spôsobí vzájomné prenikanie vodíka a kyslíka. Preto musí byť tlak na oboch stranách vodíka a kyslíka v článku upravovaný kedykoľvek počas prevádzky. Elektrolyzéry pracujúce pri normálnom tlaku sa vo všeobecnosti spoliehajú na skrine na skladovanie mokrých plynov, separátory a práčky na úpravu tlaku. Pri prevádzke pod tlakom však musí byť v systéme nainštalovaný pár regulátorov tlaku, jeden je regulátor tlaku vodíka a druhý regulátor tlaku vodíka. Regulátor tlaku kyslíka, je to preto, lebo suchý zásobník plynu slúži na skladovanie a reguláciu množstva plynu pri tlakovej prevádzke a tlak v zásobníku plynu sa mení so zmenami výroby a spotreby.
V Číne sa v súčasnosti používajú dva typy regulátorov tlaku. Jedným z nich je plavákový regulačný ventil. Kvapaliny v regulátoroch tlaku vodíka a kyslíka sú navzájom prepojené. Keď sa tlak jedného plynu v systéme zvýši, kvapalina v regulátore tlaku Hladina vody klesne, čo spôsobí, že guľôčka plaváka a driek ventilu zodpovedajúco klesnú a kanál ihlového ventilu dýchacích ciest sa zodpovedajúcim spôsobom zvýši, čo spôsobí, že plyn bude vytekať rýchlejšie. Súčasne stúpa hladina kvapaliny druhého regulátora tlaku a zodpovedajúcim spôsobom sa zvyšuje kanál ihlového ventilu dýchacích ciest. Zmršťuje sa a obmedzuje odtok plynu, kým sa tlak medzi týmito dvoma plynmi nevyrovná. Druhým je membránový regulačný ventil. Na výstupnom potrubí separátorov vodíka a kyslíka je inštalovaný membránový regulačný ventil. Horný koniec membrány regulačného ventilu vodíkovej membrány je pripojený k tlakovému potrubiu kyslíka a horný koniec membrány regulačného ventilu kyslíkovej membrány je pripojený k tlakovému potrubiu vodíka. Týmto spôsobom, keď tlak na strane kyslíka klesá, tlak na strane vodíka stlačí driek ventilu regulačného ventilu kyslíkovej membrány smerom nadol, aby sa zatvoril výstup kyslíka, a tlak na strane kyslíka sa zvýši; v rovnakom čase sa vreteno ventilu regulačného ventilu na strane vodíka posunie nahor v dôsledku poklesu tlaku kyslíka v hornej časti membrány. Otvorte výstupný ventil vodíka, kým sa tlak separátora na oboch stranách plynu a kyslíka nevyrovná. Platí to aj naopak.
Na reguláciu rozdielu tlaku vodíka a kyslíka sa používajú aj kombinované nástroje pneumatických jednotiek.
6. Bezpečné vodné tesnenie
Počas procesu elektrolýzy niekedy pracovný tlak elektrolyzéra naďalej stúpa v dôsledku upchatia vonkajšieho potrubia. Aby sa predišlo tejto situácii a zabezpečila sa bezpečná výroba, mala by byť v systéme nainštalovaná bezpečnostná uzávera vody, aby sa plyn mohol automaticky vypustiť do atmosféry, keď tlak v potrubí prekročí tlak hladiny vodného uzáveru. Malé uzávery vody sú tiež vyrobené zo skla alebo plexiskla, ako napríklad fľaše Huafu. Výška vodného uzáveru by mala byť o viac ako 50 % väčšia ako tlak plynu v práčke. Ak je do spodnej časti vodnej hladiny čističky vložená odvzdušňovacia rúrka, môže slúžiť aj ako bezpečnostná uzávera vody. Keď sa tlak na jednej strane vodíka a kyslíka zvýši, hladina kvapaliny v práčke klesne. Keď hladina kvapaliny klesne na určitú hodnotu, plyn sa vypustí z odvzdušňovacieho potrubia, aby sa dosiahol účel bezpečnostnej ochrany. Keď systém pracuje pod tlakom, do práčky vodíka a kyslíka sa pridá bezpečnostný ventil, aby sa uvoľnil tlak, keď dôjde k pretlaku.
