Способ отслеживания, защиты и безопасного выключения электролитической системы

1. Способ отслеживания отказных ситуаций, связанных с сырьевым и/или очистительным потоком в электролитических элементах, батареях или системах, причем указанный процесс отслеживания сочетается с предупредительными мерами, которые должны быть приняты в случае таких отказных ситуаций, при этом
(a) ток и/или напряжение отслеживаются и управляются на одиночной батарее, на всех батареях, или на одной или более выбранной батарее электролитической системы,
(b) в случае, когда ток, напряжение или отношение напряжения к току пересекают свое заданное пороговое значение, регистрируется отказный режим и передается сообщение в систему управления, и
(c) уровни напряжения системы регулируются так, чтобы они были в безопасных пределах (пределах безопасного режима), при этом для отслеживания как тока, так и напряжения с целью обнаружения сбоев в работе и перехода в случае сбоя к защитным уровням напряжения задействован один и тот же блок питания,
причем защитное напряжение между 600 В и 1500 В на элемент подается на каждый элемент батареи, а дополнительная защита применяется при одном или более из следующих действий:
(1) продувание потенциально окисляемых электродов газами, не содержащими кислород,
(2) постепенное охлаждение электролитического элемента батареи либо продуванием газов, либо пассивным выводом тепла из системы, и
(3) поддерживание электролитического напряжения на элементе во множестве элементов и батарей по меньшей мере пока их температура не опустится ниже порога окисления электродов электролитического элемента.
2. Способ по п. 1, в котором электролизер является твердооксидным электролитическим элементом (SOEC).
3. Способ по п. 1, в котором защитное напряжение подается до тех пор, пока температура элементов, батарей или системы не опустится ниже 500°С, предпочтительно ниже 400°С.
4. Способ по п. 1, в котором система в любых условиях эксплуатации функционирует под напряжением в диапазоне между 600 мВ и 1500 мВ на элемент, при этом в случае сбоя в работе никаких изменений приложенного напряжения не требуется.
5. Способ по п. 1, в котором предупредительная мера включает в себя снижение скорости потока кислородосодержащих газов в элементы, батареи или систему.
6. Способ по п. 1, в котором предупредительная мера включает в себя продувание защитным газом одного или обоих электродов в течение некоторого времени, чтобы защитить их от чрезмерных концентраций продукта или выдуть кислород.
2
2
7. Способ по п. 1, в котором ток через элементы ограничен значением ниже 0,1 А/см, предпочтительно ниже 0,05 А/см.
8. Способ по п. 1, в котором предупредительная мера включает в себя продувание защитным газом областей вокруг элементов, батарей или системы, пока их температура не опустится ниже 500°С, предпочтительно ниже 400°С.
2
9. Способ по п. 8, в котором защитный газ является инертным газом, не содержащим кислород, таким как N.
10. Способ по п. 8, в котором сырьевая сторона, кислородная сторона и окружение батареи, - все продувается инертным газом, не содержащем кислород, пока температура батареи не опустится ниже 500°С, предпочтительно ниже 400°С.
11. Способ по п. 8, в котором инертный газ подается на сырьевую сторону под давлением более высоким, чем давление на кислородной стороне и/или на внешних частях поверхностей раздела.