Suyun elektrolizi ile hidrojen ve oksijen üretmek için endüstriyel ekipmanlar, esas olarak ayırıcılar, yıkayıcılar, alkali filtreler (şu anda PEM için gerekli değil), basınç regülatörleri (basınç sistemlerinde kullanılır) ve gaz depolama ve basınçlandırma ekipmanları dahil olmak üzere elektrolizörler. Hidrojen saflık gereksinimlerine ve hidrojen ve oksijenin üretimi ve satışına göre, hidrojen saflaştırma cihazları ve hidrojen ve oksijen basınçlı şişeleme ekipmanlarına da ihtiyaç duyulmaktadır. Ayrıca, saf su üretim sistemi ve DC güç kaynağı ekipmanı ile donatılmıştır. Hidrojen üretim ekipmanının türü ve miktarı, her işletmenin özel koşulları ve gereksinimleri tarafından belirlenir.
Elektrolitik hücre, suyun elektroliziyle hidrojen ve oksijen üretmenin ana ekipmanıdır. Elektrolit hücreye doldurulur ve su, doğru akımın etkisi altında ayrıştırılır. Hidrojen katot yüzeyinde, oksijen ise anot yüzeyinde üretilir.
1. Elektrolitik hücrenin temel yapısı
Elektrolitik hücre, elektrot plakaları, diyaframlar, yalıtım contaları, sıkıştırma cihazları ve diğer aksesuarlardan oluşur. Farklı yapı ve aksesuarlara sahip birçok elektrolitik hücre türü olduğundan, burada yalnızca referans olması için yaygın alkalin elektrolitik hücrelerin yapısını tanıtacağız.
(1) Elektrot plakası
1. Elektrot tipi
Günümüzde endüstride kullanılan elektrolitik hücreler, reaksiyon alanını artırmayı, aşırı voltajı azaltmayı ve elektrolitin gaz içeriğini azaltmayı amaçlayan çeşitli elektrot yapılarına sahiptir, böylece su elektrolitik hücresinin verimliliğini artırır ve elektrotlar arası voltajı azaltır. Güç tüketimini azaltın.
(1) Düz elektrot (aynı zamanda en ilkel elektrot biçimi, bu yapı şu anda neredeyse ortadan kalkmıştır)
İlk düz elektrotlar pürüzsüz demir levhalardan yapılmıştır. Bu tür elektrottan oluşan elektrolitik hücrenin akım yoğunluğu yalnızca 200-300A/m2'dir (akım yoğunluğu elektrota ek olarak diğer faktörlerle de ilişkilidir) ve gaz içeriği çok yüksektir. Daha sonra, iyileştirmelerden sonra, dökme demir elektrotlar kullanıldı ve elektrot plakalarının ortasına dikey yükseltilmiş kaburgalar döküldü, bu da reaksiyon alanını artırdı ve akım yoğunluğunu yaklaşık 800A/m2'ye çıkardı.
Şeklin alt kısmındaki iki yuvarlak delik, elektrolitin içine giren sıvı kanalı halkaları ve üst kısımdaki iki yuvarlak delik ise sırasıyla hidrojen ve oksijeni boşaltan hava kanalı halkalarıdır. Bu tür elektrotlar basit bir yapıya, düşük maliyete sahiptir ve nispeten kolay monte edilir. Dezavantajları ise plakaların ağır olması ve yüksek kum dökümü gerektirmesi, ayrıca dökme demir üzerine nikel kaplamanın zor olması, enerji tüketiminin yüksek olması ve aşınmasının kolay olmasıdır. Artık Çin'de çok nadirdir.
(2)Gözenekli elektrot
Gözenekli elektrodun bipolar plakası, bir ana plakadan (ayrıca ayırıcı olarak da adlandırılır) ve çeşitli delik şekilleriyle delinmiş bir katot, anot ve anot plakalarından oluşur. İkincil plakadaki yaygın delik şekilleri arasında yuvarlak, yarım ay, dikdörtgen, zeytin vb. bulunur.
Bu tür elektrot, katot ve anot alt elektrotlarında birçok küçük deliğe sahiptir. Yüzeyde, elektrotun alanını azaltıyor gibi görünmektedir. Ancak, uygun delik çapı ve delik aralığı ile delme delikleri, aslında çalışma alanını eskisinden daha fazla artıran yeni yan yüzeyler oluşturur. Ayrıca, çalışma sırasında ikincil elektrotta oluşan büyük miktarda gaz bu küçük deliklerden geçebilir ve ikincil elektrotun arkasına girebilir, bu da iki bitişik katot ve anot arasındaki elektrolitin gaz içeriğini büyük ölçüde azaltır ve elektrolitin voltajını düşürür. kaybı, katot ile anot arasındaki mesafeyi daha da yakınlaştırabilir ve elektroliz odasının voltajını azaltabilir.
Ana ve yardımcı kutuplar, destek olarak da adlandırılan perçinlerle sabitlenir. Bu tür destek ayağı yalnızca ana ve ikincil plakaları sabitleme rolünü oynamakla kalmaz, aynı zamanda iletim rolünü de oynar. Yani, çalışma sırasında akım, bipolar plakanın katot tarafından destek ayağı aracılığıyla anot tarafına akar. Bu nedenle, destek ayaklarının boyutu ve dağılımı dikkate alındığında, belirli bir mukavemete ve düzgün dağılıma sahip olmalı ve anma akımları tarafından belirtilen kesit alanına ulaşmalıdır. Katot tarafındaki bacaklar anot tarafındakilerden daha uzundur. Bunun nedeni, katot tarafından üretilen hidrojenin anot tarafından üretilen oksijenin iki katı olmasıdır.
Bu elektrot yapısının dezavantajı, üretim sırasında iki nikel kaplama gerektirmesidir, yani ikincil elektrot önce ayrı ayrı elektrokaplanır ve ardından perçinleme ve kaynaklamadan sonra tüm elektrot elektrokaplanır. İkincil kutup hasar gördüğünde, ayrı ayrı değiştirilemez.
Bazı elektrotların ana ve ikincil kutupları vida somunlarıyla sabitlenir. Bu tür ikincil kutuplar, çok sayıda yarım ay deliği açılmış birkaç ince plakadan monte edilir.
Ana ve yardımcı elektrotları sabitlemek için doğrudan nokta kaynağı da kullanılır (anot ve yardımcı elektrotlar saf nikel levhalardan yapılır) ve elektrot alanının metrekaresi başına 700 kaynak noktası vardır. Bu, mekanik dayanıklılığı sağlar, akım dağılımını dengeler ve direnç kayıplarını azaltır. Saf nikel anotun maliyeti daha yüksek olsa da, 25 yıldan uzun süredir korozyon olmadan kullanıldığı bildirilmektedir.
(3) Örgü elektrot
Elektrodun negatif ve pozitif elektrotları olarak doğrudan metal örgünün kullanılmasının ideal bir yöntem olduğu kanıtlanmıştır. Çünkü örgülü alt elektrot yalnızca reaksiyon alanını artırmakla kalmaz, gaz içeriğini azaltır, ayrıca elektrotlar arasındaki mesafeyi daha da azaltır, elektrolitik hücreyi daha kompakt, işlenmesi ve üretilmesi kolay ve bakımı kolay hale getirir.
Yukarıdaki verilerden, aktive edilmiş tek katlı nikel tel örgü ve aktive edilmiş demir tel örgü katot olarak daha düşük elektrotlar arası voltaja sahip olduğu görülebilir. Aktifleştirilmiş tel örgü zayıf bir stabiliteye sahip olduğundan, katot ve ikincil elektrot malzemesi olarak tek katlı aktive edilmiş nikel tel örgü kullanılır. Aktivasyon tabakasının kolayca düşmesini önlemek için, nikel örgü aktive edilmeden önce yüzey pürüzlülük işlemi yapılmalıdır. Anot ve yardımcı elektrotlar doğrudan nikel tel örgüden yapılır. Örgü elektrodun ana plakası çok sayıda sütlü çıkıntıya sahiptir. İkincil elektrot ile sabitlenmez, doğrudan bir tank gövdesine monte edilir. Son yıllarda ülkemde üretilen Alman Lurgi elektrolizörü ve DQ basınçlı elektrolizörün her ikisi de örgü elektrot kullanmaktadır.
Biçim ne olursa olsun, ana elektrot plakası ile yin ve yang yardımcı elektrotları arasındaki mesafe giderek yakınlaşmıştır. (Sıfır plaka aralığı gelişme eğilimidir)
2. Elektrot malzemeleri ve yüzey işleme
Elektrodun malzemesi eskiden dökme demirdi, ancak artık çoğunlukla yumuşak demir kullanılıyor ve elektrodun anot yüzeyi metalik nikel ile kaplanıyor (saf nikel de kullanılıyor) ve katot yüzeyi aktive ediliyor. Anot yüzeyindeki nikel kaplamanın amacı anotu korumak ve oksijenin aşırı voltajını azaltmaktır; katot yüzeyinin aktivasyonunun amacı hidrojenin aşırı voltajını azaltmaktır.
(1) Anotun nikel kaplaması
Nikel kaplamadan önce, elektrot plakası tasarım gereksinimlerini karşılayıp karşılamadığını görmek için incelenmeli ve çapak, girinti, girinti, kırık vb. olmamalıdır. Daha sonra, elektrokaplama öncesi yüzeyin gereksinimleri karşılamasını sağlamak için plakalardaki yağ lekelerini ve pası çıkarmak için kumlama, kimyasal, elektrokimyasal ve yıkama yöntemleri kullanılmalıdır.
Plakalar alt katman olarak herhangi bir metal kullanmamalıdır. Bunun nedeni, bu metalin kimyasal aktivitesinin demir ve nikelden farklı olmasıdır. Elektrolit varlığında, aralarında galvanik korozyon meydana gelir ve bu da plakalara verilen hasarı hızlandırır; Ek olarak, metalin kendisi elektrolit tarafından aşındırılabilir.
Nikel kaplama için elektrokaplama çözeltisi nikel sülfat ve diğer reaktiflerden yapılır. Kaplanacak plaka katot olarak, metal nikel ise anot olarak kullanılır. Doğru akım geçirildiğinde, anottaki metal nikel yavaş yavaş elektron kaybeder ve iyon haline gelir ve çözeltiye girer. , çözeltideki nikel iyonları katodun çekimi ve anotun itmesi nedeniyle katoda doğru hareket eder ve daha sonra katotta elektron elde ederek katodun yüzeyine bağlı metalik nikel haline gelir, bu da plakanın yüzeyinin bir nikel tabakasıyla kaplanmasına neden olur. Elektrokaplama sırasında, nikel tabakasının kaplanmış plakaya eşit ve sıkı bir şekilde bağlanabilmesi için uygun sıcaklık, pH değeri, akım yoğunluğu, voltaj, süre vb. kontrol edilmelidir.
Nikel kaplamanın teknik şartları şunlardır:
1) Kaplama açık gri koyu nikel olmalıdır.
2) Nikel kaplamada kırışıklıklar, soyulmalar, kabarcıklar, belirgin çapaklar veya kaplanmamış alanlar olmamalıdır. Kaplamadan sonra, sıkı bir şekilde korunmalı ve nikel tabakası çizilmemeli, ezilmemeli veya hasar görmemelidir. Tek tek yerlerdeki çizikler ve darbeler için onarım kaplamasına izin verilir, ancak kaplamanın sıkı bir şekilde bağlanması ve gözeneklilik gereksinimleri sağlanmalıdır.
3) Ana plakanın anot tarafının, anot yardımcı plakasının ve perçinlerin veya cıvataların kaplama kalınlığı 100μm'den büyük veya eşittir. Merkezdeki herhangi iki noktayı ölçmek için bir kalınlık ölçer kullanabilirsiniz.
4) Kaplamanın bağlanma mukavemeti plaka hasarı açısından incelenmez. Bükme incelemesi için diğer nikel kaplı küçük plakalar kullanılabilir. Bükme yarıçapı kalınlığın dört katıdır.
5) Nikel kaplama tabakasının gözeneksiz veya çok az gözenekli olması gerekir. Gözenekliliği mavi nokta testi için potasyum ferrisiyanür K [Fe(CN)] ile test edilebilir. Mavi nokta indeksi 120 nokta/100 cm2'yi geçmemelidir. Gözeneklilik gereksinimleri karşılıyorsa ve nikel kaplama tabakasının kalınlığı yukarıdaki göstergelerin %20'sinden azsa, yine de nitelikli olarak kabul edilebilir.
6) Nikel kaplamadan sonra, pasifleştirme işlemi için sodyum karbonat kullanılmalıdır. Pasivasyon işleminden önce gözeneklilik denetimi yapılmalıdır. Korozyonu önlemek için, elektrolitik hücrenin diğer parçaları da nikel kaplanmalıdır. Kaplamanın kalınlığı: çerçeve, hava yolu tüpü, hava yolu halkası, sıvı borusu, sıvı halkası > 60 μm, perçinler, basınç plakaları ve özel rondelalar > 40 μm'dir.
(2) Katodun aktivasyonu
Su elektroliz işleminde, katot aktivasyonunun kullanımı genellikle güç tüketimini yaklaşık %10 oranında azaltabilir. Sözde katot aktivasyonu, katot ve ikincil plakaların bir nikel alt tabaka tabakası ve ardından bir nikel disülfür aktivasyon tabakası tabakası ile kaplanması anlamına gelir. Nikelin alt tabakasını kaplama yöntemi, anot nikel kaplama ile aynıdır ve kalınlığı genellikle yaklaşık 20 μm'dir. Aktif tabakayı kaplamak için kullanılan elektrokaplama çözeltisi nikel sülfat, sodyum tiyosülfat (sodyum soda), amonyum klorür ve diğer reaktiflerden oluşur. Elektrokaplama işlemi sırasında uygun sıcaklık, pH değeri, akım yoğunluğu vb. kontrol edilmelidir. ·
Aktivasyon katmanının teknik gereksinimleri şunlardır:
1) Tanktan çıkarken aktivasyon tabakasının sarı-yeşil ve sonrasında bronz renkte olması gerekmektedir.
2) Aktivasyon tabakasında soyulma, kabarma vb. olmamalıdır. Potansiyel testleri yapılırken aktivasyon tabakasının toz halinde dökülmemesi veya hafifçe düşmemesi gerekir.
3) Aktivasyon tabakasının kalınlığı 12μ'den büyük veya eşit olmalı ve minimum 5μ'den az olmamalıdır. Kalınlık metalografik mikroskopla ölçülebilir.
4) Aktif tabakadaki kükürt ve nikel içeriği Ni2S2 oranına uygun olmalıdır. Aşırı potansiyel testi yaparken akım 2000A/m2'den az olmamalıdır.
Nikel kaplama tabakası veya aktif tabaka, kalite gereklilikleri karşılamadığı için yeniden kaplanması gerekiyorsa, orijinal kaplama sıyrılmalı ve ardından tekrar kaplanmalıdır. Sıyırma çözeltisi sodyum siyanür, sodyum sitrat ve sodyum nitrobenzen sülfonattan yapılabilir.
Plakalar ve çerçeveler gibi kaplamalı parçalar korozyonu önlemek için uygun şekilde muhafaza edilmeli ve havalandırılmış ve kuru bir odaya yerleştirilmelidir. Yağmur suyu sızması her koşulda önlenmelidir.
3. Diyafram
Diyafram kalite gereksinimleri
Elektrolitik hücrede, katot hidrojen üretir ve anot oksijen üretir. Bunlar ayrılmaz ise hidrojen ve oksijen karışır ve bu sadece bu üretim amacına ulaşmayı başaramaz, aynı zamanda ciddi tehlikeler de getirir. Bu A diyaframı hidrojen ve oksijeni kesin bir şekilde ayırmak için gereklidir. Diyaframın kalitesi doğrudan hidrojen ve oksijenin saflığı ve güç tüketimi ile ilgilidir. Diyafram için gereklilikler şunlardır:
1) Kabarcıklar geçemez;
2) Elektrolit tarafından ıslatılabilir, böylece çözeltideki iyonların rahatça geçmesine izin verir;
3) Yeterli mekanik dayanıma sahip olmalıdır;
4) Elektrolit içerisindeki alkalilerden dolayı aşınmaz ve güçlü kimyasal kararlılığa sahiptir;
5) Ucuzdur ve endüstriyel kullanıma uygundur.
Geçmişte, insanlar diyafram olarak nikel folyo kullanırdı. Elektrokaplama ile yapılırdı ve cm2 başına 800-1400 deliği vardı. Böyle bir diyaframın mekanik mukavemeti yüksektir, ancak elektrokimyasal etkiyle kolayca hasar görür, kısa bir hizmet ömrüne sahiptir ve kısa devreye eğilimlidir ve iki kutup mümkün olduğunca yakın olamaz. Şu anda, ayırıcılar temel olarak asbest bez ayırıcılarından PPS'ye ve ardından PPS + zirkonyum dioksite geçiş sürecinden geçmiştir. Gelecekte, inorganik membranların uygulanması olabilir. Aslında, yukarıdaki performans gereksinimlerini karşılama öncülünde ayırıcı malzemeler için birçok olasılık vardır.
4. Çerçeve
Elektroliz işlemi sırasında anot ve katot elektrotları tarafından üretilen hidrojen ve oksijen gazı bir diyaframla ayrılır. Her bölme bir ana plaka ile ayrılır, bu nedenle ana plakaya bölme de denir; bölmeler bir metal (mühendislik plastikleri de kullanılır) çerçeve ile çevrilidir. Geleneksel yöntem, diyafram bezinin çerçeveye perçinlenmesidir, bu nedenle bu tür çerçevelere diyafram çerçevesi de denir. Mevcut yeni yapı, ana plakanın çerçeveye kaynaklanması ve bir plaka-çerçeve kombinasyon tipi oluşturmasıdır. İster diyafram çerçevesi ister plaka çerçevesi olsun, kalınlığı giderek incelmiştir, bu da katot ve anot yardımcı kutupları arasındaki mesafenin ve katot ve anot yardımcı kutupları arasındaki mesafenin giderek küçüldüğü anlamına gelir.
1. Diyafram çerçevesi
Birçok elektrolizördeki diyaframlar metal çerçevelere perçinlenir. Metal çerçeve dövme çelikten yapılır veya özel T şeklinde çelikle kaynaklanır. Elektrolitin tank gövdesinde sızdırmaz hale getirilebilmesi için her iki tarafta sızdırmazlık hatları vardır. Çerçevenin üst kısmında hidrojen ve oksijenin çıkışı olan bir delik açılır ve alt kısımdaki delik elektrolitin girişi olur. Çerçevenin yüzeyi de metalik nikel ile kaplanır.
Diyafram çerçevesinin kalite gereksinimleri şunlardır:
1) Şasinin kaynak birleşim yerinde kaynak cürufu birikimi yoktur, yüzey pürüzsüzdür ve kaynak birleşim yerinin sızdırmazlık hattı tamamdır;
2) Sızdırmazlık hattı hasarsız olmalıdır. Birkaç sızdırmazlık hattından en az biri sağlam olmalıdır:
3) Nikel kaplama tabakası soyulma, dökülme gibi kusurlardan ari olmalıdır;
4) Sıvı girişi ve hava çıkışı tıkanıklık ve çapaklardan arındırılmış olmalıdır;
5) Diyafram oksijen tarafına perçinlenmeli ve diyaframın zarar görmesini önlemek için perçinleme sırasında sıkılmalıdır.
2. Plaka çerçevesi
Plaka çerçevesi, su elektrolizörünün temel bir bileşenidir. Ana plakanın çerçeveye kaynaklanmasıyla oluşturulur ve kaynaklar yoğun olmalıdır. Modern su elektrolizörlerinin plakaları ve çerçeveleri nispeten ince olduğundan, yüksek kurulum gereksinimleri gerektirdiğinden ve yüksek basınç altında çalıştığından, plaka ve çerçeve kaynaklama sırasında termal deformasyonu azaltmak çok önemlidir. İşleme teknolojisi açısından, genellikle yüksek ark ısısı, yoğun ark kolonu ve küçük ısıdan etkilenen bölge ile tungsten argon ark kaynak yöntemi kullanılır. Aynı anda iki kaynak tabancası kullanılır ve soğutmayı hızlandırmak için kaynaklı parçalara su soğutmalı bakır ped uygulanır.
Plaka ve çerçeve formu tank yapısını basitleştirir, parça sayısını ve işleme hacmini azaltır, tankın sızdırmazlığını %50 oranında azaltır ve ekipmanın sızdırmazlığını artırır.
5. Yalıtım sızdırmazlık malzemeleri ve sıkıştırma cihazları
1.Sızdırmazlık malzemesi:
Elektrolitik hücrenin yalıtımı iki bölüme ayrılır, biri tank gövdesi ile toprak arasındaki yalıtım, diğeri ise kutup parçaları arasındaki yalıtımdır. Tank gövdesi topraktan iyi yalıtılmamışsa, doğrultucu ekipmanının güvenliği için son derece ciddi bir tehdit oluşturacaktır ve kesinlikle izin verilmez. Toprağa yalıtım direnci değeri, volt başına gereken 1000Ω'a göre hesaplanabilir. Kutup parçaları arasındaki yalıtım, akım verimliliği ve güvenlik sorunları ile ilgilidir. Kötü yalıtım nedeniyle, akımın bu kısmının gaz üretmesini ve çıkışı etkilemesini önleyecek bir sızıntı meydana gelecektir. Sızıntı ciddi ise, bu bir kısa devre olayı ve yanmadır. Plakalar ve diyaframların olasılığı.
Tüm tank gövdesini destekleyen yalıtkan genellikle bir porselen yalıtım yatağı veya elektrik yalıtım levhasıdır. Plakayı ve çerçeveyi destekleyen yalıtkan küçük bir porselen yatak veya bakelit yalıtım kılıfıdır. Elektrotlar (çerçeveler) arasındaki yalıtım sızdırmazlık malzemesi geleneksel olarak asbest kauçuk levhalardan veya bütünleşik olarak işlenmiş politetrafloro contalardan yapılır. En son gelişme "bez-ped-bir arada" yapısının kullanılmasıdır.
2. Kilitleme cihazı
Elektrolitik hazne düzeneği, sıkıştırıldıktan sonra bir tank gövdesi haline gelir. Sıkıştırma cihazı, her iki uçtaki uç plakalardan, büyük vidalardan, somunlardan, yay disklerinden ve yalıtım manşonlarından oluşur. Isıl genleşme ve büzülme nedeniyle, tank gövdesinin boyutu zaman zaman değişir ve bu, tank gövdesini sıkıştırılmış bir durumda tutmak için yay plakasının kuvvetine dayanır. Yay diskinin kuvvetini belirlemek için, diskler arasındaki boşluğa ve deformasyon eğrisine göre hesaplanabilir.
6.Diğer yardımcı parçalar
1. Hava yolu ve sıvı kanalı
Elektrolitik hücrenin hava kanalları ve sıvı kanalları hidrojen, oksijen ve elektrolit girişi için kanallara ayrılmıştır. Tank gövdesindeki konumlarına göre iki tipe ayrılabilirler: dış hava ve sıvı kanalları ve iç hava ve sıvı kanalları.
(1) Dış hava ve sıvı kanalları
Elektrolitik hücrenin tankın dışında bulunan hava kanalları ve sıvı kanallarına dış hava ve sıvı kanalları denir. Tankın dışına yerleştirilen hava kanalları ve sıvı kanalları halka şeklinde ve silindirik olmak üzere iki türe ayrılabilir.
Halka şeklindeki hava kanalı ve sıvı kanalı, oda sayısına eşit sayıda çelik halkalardan oluşur. Çelik halkalar, asbest kauçuk pedlerle yalıtılmış ve kapatılmıştır ve çelik halkalar ile çerçeve, kısa metal borularla birbirine bağlanmıştır. Bu formun dezavantajları, kurulumunun zor olması ve yüksek gereksinimlere sahip olmasıdır. Isıl genleşme ve büzülme nedeniyle sızıntıya neden olması kolaydır ve onarımı zordur.
Silindirik hava yolu, çerçeveye kaynaklanmış eşit sayıda kısa tüpe sahip uzun bir çelik silindirdir. Boru başlığı ve çerçeve sırasıyla bronşiyal tüpler ve yalıtım tüpleri ile bağlanır. Bu formun avantajı, ekipmanın basit olması ve kurulum ve bakımının çok kolay olmasıdır. Ancak, yalıtım tüpü çok kısaysa ve tüp elektrolit ile doldurulmuşsa ve daha yüksek voltaj koşulları altında, akımın bir kısmı tankın bir ucundan yalıtım tüpündeki elektrolit aracılığıyla metal silindire sızacak ve ardından silindirden diğer uca geçecektir. Bir uç tank gövdesine geçirilir. Bu durum yalnızca ciddi akım kaybına neden olmakla kalmaz, aynı zamanda yalıtım tüpündeki elektrolitin iletim süreci sırasında, yalıtım tüpünün iki ucunu birbirine bağlayan metal tüp başlıkları sırasıyla pozitif ve negatif elektrotlar olarak çalışmaya başlar, yani parazitik elektroliz oluşur ve her iki uçta hidrojen ve oksijen gazı üretilir. Gazın toplam saflığının azalmasına neden olur. Hava yolu silindirik bir şekle getirilirse, her elektroliz odasının hidrojen ve oksijen dal boruları kavisli bir şekle getirilmeli ve dirsekler hava yolu tüpünden daha yüksek olmalıdır. Bu şekilde, her dal borusundaki elektrolit bağlantısı kesilir ve kolayca bir elektrokimyasal reaksiyon meydana gelmez.
Hava borusu ve sıvı borusunu yapmak için çelik yerine mühendislik plastikleri kullanılması ideal olurdu, ancak bu plastiğin iyi alkali direnci, sıcaklık direnci ve kolay eskimemesi gerekir. Akış silindirleri ayrıca klorlu polieter borulardan da yapılabilir.
(2) Dahili hava ve sıvı kanalları
Elektrolitik hücrenin hava kanalları ve sıvı kanalları tank gövdesinin içerisinde yer almakta olup, aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi iç hava ve sıvı kanalları adı verilen tank gövdesi ile bütünleşiktir:
Bu yapı, gaz ve sıvı kanallarını tankın dışından tankın içine doğru hareket ettirerek, ısıl genleşme ve büzülmeden dolayı dış gaz ve sıvı kanallarında oluşan sızıntı sorununu daha iyi çözmektedir.
2.Ayırıcı
Hava yolundan çıkan hidrojen ve oksijene büyük miktarda alkali sıvı eşlik eder. Ayırıcının işlevi gazı ve alkali sıvıyı ayırmaktır. Ayrılan elektrolit soğutulur ve filtrelenir ve elektroliz odasına geri gönderilirken hidrojen ve oksijen gazı sırasıyla yıkayıcıya girer.
Ayırıcı genellikle silindirik bir şekilde yapılır. Her birinde bir hidrojen ve bir oksijen bulunur ve alt kısmı bir boru ile bağlıdır ve içinde bir soğutma suyu borusu vardır. Bu nedenle, ayırıcı aynı zamanda elektroliti soğutma ve elektrolizördeki hidrojen ve oksijenin her iki tarafındaki basıncı ayarlama rolünü de oynar. Bazı ayırıcılar ayrı bir cihaz olarak tankın yanında dik durur; bazıları tankın üzerinde yatay olarak uzanır; bazıları hava yolu tüpünü genişletir ve ayrıca gaz-sıvı ayırma rolünü oynar.
3. Fırçalama
Ayırıcıdan çıkan hidrojen ve oksijen nispeten yüksek sıcaklıklara sahiptir ve çok miktarda su buharı ve alkali sisi içerir. Gaz sıcaklığını düşürmek ve ham madde suyu ve alkaliyi geri kazanmak için gaz soğutulmalı ve yıkanmalıdır. Elektrolizörler genellikle iki yıkayıcı ile donatılmıştır ve birden fazla elektrolizör bir çift yıkayıcıyı paylaşabilir. Biri hidrojen yıkayıcısı, diğeri oksijen yıkayıcısıdır ve her ikisi de soğutma suyu borularıyla donatılmıştır. Elektrolizöre verilen saf su genellikle önce yıkayıcıdan geçerek onu önceden ısıtır. Yıkayıcıya giren gaz önce boru boyunca yukarıdan aşağıya doğru akar, sonra zikzak kabarcık kapağından aşağıdan yukarı doğru döner ve sonra elek plakasından geçer ve saf suyla yıkanır. Gazda bulunan alkali sisi yıkanır ve su buharı yoğunlaştırılır.
Yıkanan saf suyun yer çekimi etkisiyle elektrolizöre akabilmesi için scrubber'ın belirli bir yüksekliğe monte edilmesi gerekir.
İki tip scrubber vardır: dikey ve yatay. Gazı soğutma ve temizleme ve saf suyu önceden ısıtmanın yanı sıra, scrubber ayrıca hidrojen ve oksijenin her iki tarafındaki basıncı ayarlama işlevine de sahiptir, çünkü bir çift scrubber'ın alt kısımları birbirine bağlıdır.
4. Filtre
Elektrolitik hücredeki mekanik kirliliklerin (demir maddeleri, nikel kabuğu, asbest lifleri, asbest kauçuk kalıntıları vb.) elektroliz işlemi üzerindeki etkisini ortadan kaldırmak için, elektrolitik hücrenin gaz ve sıvı boru hatlarının tıkanmasını önleyin ve hücrede kısa devre ve elektrolize neden olmaktan kaçının. Tank genellikle bir elektrolit filtresiyle donatılmıştır. Filtrelerin boyutu, iç katmanların sayısı ve çeşitli elektrolitik hücrelerdeki cihazların konumu, belirli koşullar tarafından belirlenir. Filtrenin içinde bir filtre bulunur ve filtre genellikle 60-80 gözenekli nikel tel örgü kullanır. Filtre, çalışma sırasında düzenli olarak sökülmeli ve temizlenmelidir, aksi takdirde aşırı kirlilik birikimi filtreyi tıkayacak ve elektrolitin dolaşımını etkileyecektir.
İki tip elektrolit filtresi vardır: dikey ve yatay. Dikey filtrenin sökülmesi ve temizlenmesi kolaydır ve ayrıca filtre sökülürken ve temizlenirken elektrolit kaybını azaltabilir.
5. Basınç regülatörü
Elektroliz işlemi sırasında, elektrolitik hücrenin basıncı büyük ölçüde değişirse, bu genellikle hidrojen ve oksijenin karşılıklı nüfuz etmesine neden olur. Bu nedenle, hücredeki hidrojen ve oksijenin her iki tarafındaki basınç, çalışma sırasında herhangi bir zamanda ayarlanmalıdır. Normal basınçta çalışan elektrolizörler, basıncı ayarlamak için genellikle ıslak gaz depolama dolaplarına, ayırıcılara ve yıkayıcılara güvenir. Ancak, basınç altında çalışırken, sisteme bir çift basınç regülatörü takılmalıdır, biri hidrojen basınç regülatörü ve diğeri hidrojen basınç regülatörüdür. Oksijen basınç regülatörü, bunun nedeni, basınçlı çalışma sırasında gaz miktarını depolamak ve düzenlemek için kuru bir gaz depolama tankının kullanılması ve gaz depolama tankındaki basıncın üretim ve tüketimdeki değişikliklerle değişmesidir.
Çin'de şu anda kullanılan iki tip basınç regülatörü vardır. Biri şamandıra düzenleme vanasıdır. Hidrojen ve oksijen basınç regülatörlerindeki sıvılar birbirine bağlıdır. Sistemdeki bir gazın basıncı arttığında, basınç regülatöründeki sıvı Su seviyesi düşer, şamandıra bilyesi ve valf sapı buna göre düşer ve hava yolu iğne valf kanalı buna göre artar ve gazın daha hızlı dışarı akmasına neden olur. Aynı anda, diğer basınç regülatörünün sıvı seviyesi yükselir ve hava yolu iğne valf kanalı buna göre artar. İki gaz arasındaki basınç dengelenene kadar gazın dışarı akışını kısıtlayarak büzülür. Diğeri bir membran düzenleme vanasıdır. Bir membran düzenleme vanası sırasıyla hidrojen ve oksijen ayırıcılarının çıkış borusuna takılır. Hidrojen membran düzenleme vanasının diyaframının üst ucu oksijen basınç borusuna, oksijen membran düzenleme vanasının diyaframının üst ucu ise hidrojen basınç borusuna bağlanır. Bu şekilde oksijen tarafı basıncı azaldığında hidrojen tarafı basıncı oksijen membran düzenleme valfinin valf sapını aşağı doğru iterek oksijen çıkışını kapatacak ve oksijen tarafı basıncı yükselecektir; aynı anda hidrojen tarafı düzenleme valfinin valf sapı membranın üst kısmındaki oksijen basıncındaki azalma nedeniyle yukarı doğru hareket edecektir. Gazın ve oksijenin her iki tarafındaki ayırıcının basıncı dengelenene kadar hidrojen çıkış valfini açın. Tam tersi de doğrudur.
Hidrojen ve oksijen basınç farkını kontrol etmek için kullanılan pnömatik ünite kombinasyon aletleri de vardır.
6.Güvenli su contası
Elektroliz işlemi sırasında, bazen elektrolizörün çalışma basıncı harici boru hattındaki tıkanıklık nedeniyle yükselmeye devam eder. Bu durumu önlemek ve güvenli üretimi sağlamak için sisteme bir emniyet su contası takılmalıdır, böylece boru hattındaki basınç su contası su seviyesinin basıncını aştığında gaz otomatik olarak atmosfere boşaltılabilir. Küçük su contaları da Huafu şişeleri gibi cam veya pleksiglastan yapılır. Su contasının yüksekliği, yıkayıcıdaki gaz basıncından %50'den fazla olmalıdır. Yıkayıcının su seviyesinin altına bir havalandırma borusu yerleştirilirse, aynı zamanda bir emniyet su contası görevi görebilir. Hidrojen ve oksijenin bir tarafındaki basınç arttığında, yıkayıcının sıvı seviyesi düşecektir. Sıvı seviyesi belirli bir değere düştüğünde, gaz emniyet koruması amacına ulaşmak için havalandırma borusundan boşaltılacaktır. Sistem basınç altında çalışırken, aşırı basınç oluştuğunda basıncı tahliye etmek için hidrojen ve oksijen yıkayıcılarına bir emniyet valfi eklenir.
