Kylin社製ALK型水素酸素発生装置


装置構成

水電解スユニット

水電解システムの主要ユニットは水電解スタックであり、直流電流の作用下で水が水素と酸素に電気分解されます。

水電解スタックは、アノードとカソードに分かれています。電解スタックは30%のKOH溶液(電解水)で満たされて、カソードで水素・アノードで酸素が発生します。水素と電解水は気液分離器で分離され、水素は冷却、除湿、加圧されて次のプロセスに送られます。一方、電解水はアルカリ循環ポンプより吸い出されて、アルカリフィルター(不純物の濾過)及び冷却器(定格温度)を通過して電解スタックに戻され、電解水循環が完成します。 

総反応式 2H2O = 2H2↑ + O2↑
カソード反応式  4H2O + 4e- =  2H2↑ + 4OH-  
アノード反応式 4OH- = O2 + 2H2O + 4e-
純化ユニット 

電気分解で得られた粗水素(純度:99.9%)は、脱気装置により微量酸素を除去し、除湿タワーで水素中の微量水分や微量炭素(主に原料水に溶存二酸化炭素)を除去して、純度99.9998%水素を得ます。

水素中酸素・酸素中水素の監視システム

 水素中の酸素含有量と酸素中の水素含有量を常時監視する重要な安全保護システムです。

ガス含有量の異常が爆発下限に到達する前にシステムより検知し、自動停止させます。

ガス含有量は、電解の気密性とMEAの故障を直接に反映します。

制御ユニット

動力キャビネットは、循環ポンプ、補水ポンプ又は除湿器などの補機に電力を供給します。

その制御ユニットは、故障警報やインターロック停止などの保護機能を備えています。

サイリスタ整流器キャビネットは、整流器システム、制御トリガーシステム、操作インターロックシステムを含む水電解ユニットに電力を供給します。電圧安定化と電流安定化の2つ操作モードがあり、パネルには電圧計斗電流計及び過電流、位相不良、エラなどの指示が備えられます。電圧調整、電流安定化、高調波制限を含む整流器システムの規制は、GB50177に従います。

制御キャビネットはPLC制御です。制御機能に干渉を避けるの為、計器とPLCキャビネットは個別設置されるし、分離変圧器も設けます。

制御PLCとユーザーPLCはMODBUS RS485を使用して通信し、システム運転状況とデータを伝送し、シャットダウンと緊急停止の指示を受信できますが、安全確保の為現場操作のマニュアルに従って起動及びスタンバイを行わなければならない。装置の状況が良くなければ、遠隔操作し兼ねます。

 

補機システム

純水器(導電率≦5μS/cm)、チラー(冷却水<35℃、冷凍水<10℃)、エアコンプレッサー(計装用圧縮空気)、不活性ガスボンベセット(窒素)、純水酸化ナトリウムの分析。

上記補機を用意するようにお勧めします。

勿論、ユーザーのニーズに応じて補機システムと提供することも可能です。

フロー図

仕様 【例:KAM-84/0.8BC】

 

項目

単位

KAM-84/0.8BC

備考

1

水素発生量

Nm3/h

84

1atm  0

2

水素純度

v/v

99.999%

最大99.9995%

3

水素発生量範囲

v/v

10~110% 自動調整可能

 

4

酸素発生量

Nm3/h

42

1atm  0

5

酸素純度

v/v

99.8%

精製後>99.999%

6

ガス露点

-71

 

7

動的応答時間

sec

<20

 

8

循環方式

 

両側循環

 

9

ガス圧力

MPa

0.6~1.0

 

10

出口温度

75±5

 

11

定額電圧

V

232

 

12

定額電流

A

1740

 

13

DC電力消費量

kWh/Nm H2

4.2~4.8

V2O5

14

制御方法

 

PLC

 

15

主要出力

kW

404

 

16

電源供給

V

380

50HzAC

17

寸法

mm

6058×2438×2890

6058×2438×2890

水素発生ユニット

電源ユニット

18

重量

t

5.0+4.6(コンテナー自重)

3.4+4.6(コンテナー自重)

水素発生ユニット

電源ユニット

19

低温起動時間

h

0.5

 

20

環境温度

550

 


補機条件及び消費量

 

 

項目

単位

KAM-100/0.8BC

原料水

1

圧力

Mpa

≥0.1

2

電気伝導率

μs/cm

≤1

3

Fe2+

mg/L

≤1

4

Cl

mg/L

≤1

5

懸濁物 SS

mg/L

≤1

6

使用量

m³/h

≤0.084

冷却水

1

入口温度

<20

2

流量

m³/h

<32

3

圧力

Mpa

0.40.7

計器ガス

1

含油

mg/m3

≤5

2

ほこり

μm

≤20

3

露点

< 環境温度 TA 10

4

圧力

Mpa

0.5~0.7

5

使用量

Nm3/h

≤5

不活性ガス

1

圧力

Mpa

0.6~2.0

2

露点

≤-60

3

純度

%

≥99.5%

4

使用量

Nm3/h

<3

5

起動時

Nm3

30

アルカリ液

1

KOH溶液

%

2530

2

初回使用量

kg

200  固体


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

俯瞰図


 

 

 

 

  

 

 

 

平面図


Kylin社製ALK型水電解スタック

シリーズ情報

型番 水素発生量 水素純度
KASS-0.5   0.5Nm³/h ≧99.99%
KASS-1 1.0Nm³/h

型番 水素発生量 水素純度
KAS-3  3.0Nm³/h ≧99.999%
KAS-6 6.0Nm³/h
KAS-10 10.0Nm³/h

型番 水素発生量 水素純度
KAM-20  20.0Nm³/h ≧99.999%
KAM-50 50.0Nm³/h
KAS-100 100.0Nm³/h

型番 水素発生量 水素純度
KAL-200  200.0Nm³/h ≧99.999%
KAL-500 500.0Nm³/h
KAS-1000 1000.0Nm³/h

仕様

これらの仕様は一例です。ご要望に合わせて対応しますので、どうぞご相談ください。