用高性能流體系統(tǒng)優(yōu)化電解水制氫設(shè)備

氫氣作為一種具有巨大潛力的低碳能源，受到持續(xù)關(guān)注。如下是證據(jù)之一： 歐盟委員會的目標(biāo)是到 2030 年在歐盟生產(chǎn) 1000 萬噸氫氣，并進(jìn)口 1000 萬噸的可再生氫氣。在其他地方，分析師預(yù)計，隨著中國繼續(xù)新建綠氫項(xiàng)目，2023 年中國的氫氣電解槽出貨量將增加一倍以上。

將氫氣作為一種主流能源取決于產(chǎn)能的增加和可靠的生產(chǎn)。而要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，必須從氫氣生產(chǎn)的核心設(shè)施開始，即優(yōu)化的電解槽。電解槽負(fù)責(zé)將水和電轉(zhuǎn)化為氫氣和氧氣。為了高效地完成這項(xiàng)工作，電解槽需要可靠地輸送水并高效地運(yùn)送產(chǎn)生的氫氣和氧氣。

這意味著，在設(shè)計新的電解水制氫設(shè)備時，執(zhí)行這些功能的流體系統(tǒng)至關(guān)重要。讓我們仔細(xì)了解您的流體系統(tǒng)如何對電解水制氫設(shè)備的安全、生產(chǎn)力和盈利能力產(chǎn)生重大影響。

首次安裝時的泄漏緩解措施

隨著新的電解水制氫設(shè)備的啟動，所有關(guān)鍵的流體系統(tǒng)都要進(jìn)行工廠驗(yàn)收測試 (FAT)。這個過程包括在供應(yīng)商現(xiàn)場進(jìn)行的系統(tǒng)(或主要元件)的檢查和設(shè)備資格評定測試，并記錄在案。對于氫氣流體系統(tǒng)，該過程通常包括在不斷升高的壓力下將無害的測試流體(通常是氮?dú)?流經(jīng)系統(tǒng)，以確定任何泄漏點(diǎn)的位置和數(shù)量。

當(dāng)水流入電解槽時，即使是微小的泄漏也會導(dǎo)致資源的低效利用。而當(dāng)氧氣和氫氣被生產(chǎn)出來時，泄漏會導(dǎo)致有價值產(chǎn)品的損失，并可能造成潛在的安全隱患。這些問題也需要時間來解決。通過適當(dāng)?shù)脑O(shè)計，從一開始就盡可能減少泄漏，可以幫助保證電解水制氫設(shè)備獲得成功。

所有這些都會在工廠啟動和運(yùn)行之前導(dǎo)致大量計劃外的時間和材料成本。為了減少泄漏和相關(guān)成本，進(jìn)行流體系統(tǒng)安裝培訓(xùn)很有益處。在安裝過程中遵循既定的優(yōu)秀做法，可以幫助避免在啟動測試期間出現(xiàn)問題，以及避免對關(guān)鍵流體系統(tǒng)進(jìn)行代價高昂的返工。

了解您的電解槽

在氫氣生產(chǎn)領(lǐng)域，有兩種主要的電解槽類型：

堿性電解槽 (AEL)：堿性電解是一項(xiàng)成熟的技術(shù)，已經(jīng)應(yīng)用了 100 多年。堿性電解須在相對低溫下操作，使用氫氧化鉀 (KOH) 或氫氧化鈉 (NaOH) 的液體堿性溶液作為電解質(zhì)來導(dǎo)電。它利用電流將水分離為氫和氧。這是廉價的氫氣生產(chǎn)形式，但維護(hù)成本高。

質(zhì)子交換膜 (PEM) 電解槽：PEM 電解槽使用固體電解質(zhì)，而非液體形式來導(dǎo)電。PEM 電解槽通常效率更高，維護(hù)需求更低，并且相較 AEL 電解槽占用的空間更小。然而，PEM 電解槽的運(yùn)行成本更高，因?yàn)樗鼈冃枰K金等貴金屬。

無論在您的電解水制氫設(shè)備中部署哪種技術(shù)，都需要健全的流體系統(tǒng)來處理和管理水的流入以及氫氣和氧氣的流出。

保持清潔氫氣的輸出

電解槽產(chǎn)生的氫氣純度達(dá)到 99.9% 是至關(guān)重要的，保持這一純度與您的流體系統(tǒng)和電解槽本身有很大關(guān)系。

這是一個具有挑戰(zhàn)性的提議。電解過程中固有的高溫和高濕度會促使質(zhì)量較差的不銹鋼的發(fā)生腐蝕，這可能會污染從電解槽傳輸?shù)絻薜?H2 。腐蝕也是一個安全隱患，因?yàn)楦叨雀g的管子或接頭的故障可能性更高。

您可以采用一些策略來保持純度。應(yīng)使用高質(zhì)量的氣體取樣系統(tǒng)來定期分析和監(jiān)測產(chǎn)生氫氣的純度水平。此外，選擇合適的材料也很重要。含有比 ASTM 要求更高含量的鉻和鎳的高質(zhì)量不銹鋼可以更有效地防止腐蝕和抗氫脆。

盡可能地提高您的生產(chǎn)力

正確安裝的、高質(zhì)量的輸入和輸出流體系統(tǒng)可以幫助電解水制氫設(shè)備充分發(fā)揮其潛力，幫助您盡可能地提高生產(chǎn)力。

密封性不僅可以幫助您在工廠驗(yàn)收測試期間避免代價高昂的返工，而且還可以幫助預(yù)防不可預(yù)見的維護(hù)問題和相關(guān)的長期停機(jī)。有了可靠的輸入和清潔的輸出，您可以保持工藝效率，并在生產(chǎn)設(shè)施的生命周期內(nèi)降低您的總擁有成本。這就是優(yōu)化電解水制氫設(shè)備流體系統(tǒng)的更多理由。

在生產(chǎn)初期選擇專門為氫氣設(shè)計的高質(zhì)量元件和組件至關(guān)重要，以幫助您的設(shè)施更快、更安全地啟動和運(yùn)行，并為長期生產(chǎn)力做好準(zhǔn)備。如果您需要幫助，請聯(lián)系具有氫氣系統(tǒng)設(shè)計經(jīng)驗(yàn)的流體系統(tǒng)元件供應(yīng)商。

實(shí)地現(xiàn)場考察

世偉洛克公司工程服務(wù)主管 Ana Dominguez

“系統(tǒng)啟動時發(fā)生泄漏的常見原因之一是安裝不當(dāng)。在氫氣生產(chǎn)和其他所有設(shè)施中，流體系統(tǒng)都是操作的關(guān)鍵部分。如果電解水制氫設(shè)備廠商想在啟動時將成本降低，安裝培訓(xùn)可以產(chǎn)生很大的幫助。掌握了正確知識和合適做法的安裝人員更有可能避免可能導(dǎo)致泄漏的錯誤。”

世偉洛克挪威技術(shù)銷售顧問 Knut Marker

“氫氣生產(chǎn)確實(shí)是一個新的領(lǐng)域。對于如何可靠且符合成本效益地使新電解水制氫設(shè)備上線，沒有既定的藍(lán)圖。但我們確實(shí)知道，氫氣生產(chǎn)取決于可靠的流體輸送—，而這是一門具有成熟的優(yōu)秀做法的學(xué)科，我們可以應(yīng)用它來幫助氫氣工廠盡可能減少泄漏、安全挑戰(zhàn)和維護(hù)問題。”