用高性能流體系統優(yōu)化電解水制氫設備
氫氣作為一種具有巨大潛力的低碳能源，受到持續關(guān)注。如下是證據之一： 歐盟委員會(huì )的目標是到 2030 年在歐盟生產(chǎn) 1000 萬(wàn)噸氫氣，并進(jìn)口 1000 萬(wàn)噸的可再生氫氣。在其他地方，分析師預計，隨著(zhù)中國繼續新建綠氫項目，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)現這一目標，必須從氫氣生產(chǎn)的核心設施開(kāi)始，即優(yōu)化的電解槽。電解槽負責將水和電轉化為氫氣和氧氣。為了高效地完成這項工作，電解槽需要可靠地輸送水并高效地運送產(chǎn)生的氫氣和氧氣。
這意味著(zhù)，在設計新的電解水制氫設備時(shí)，執行這些功能的流體系統至關(guān)重要。讓我們仔細了解您的流體系統如何對電解水制氫設備的安全、生產(chǎn)力和盈利能力產(chǎn)生重大影響。
首次安裝時(shí)的泄漏緩解措施
隨著(zhù)新的電解水制氫設備的啟動(dòng)，所有關(guān)鍵的流體系統都要進(jìn)行工廠(chǎng)驗收測試 (FAT)。這個(gè)過(guò)程包括在供應商現場(chǎng)進(jìn)行的系統(或主要元件)的檢查和設備資格評定測試，并記錄在案。對于氫氣流體系統，該過(guò)程通常包括在不斷升高的壓力下將無(wú)害的測試流體(通常是氮氣)流經(jīng)系統，以確定任何泄漏點(diǎn)的位置和數量。
當水流入電解槽時(shí)，即使是微小的泄漏也會(huì )導致資源的低效利用。而當氧氣和氫氣被生產(chǎn)出來(lái)時(shí)，泄漏會(huì )導致有價(jià)值產(chǎn)品的損失，并可能造成潛在的安全隱患。這些問(wèn)題也需要時(shí)間來(lái)解決。通過(guò)適當的設計，從一開(kāi)始就盡可能減少泄漏，可以幫助保證電解水制氫設備獲得成功。
所有這些都會(huì )在工廠(chǎng)啟動(dòng)和運行之前導致大量計劃外的時(shí)間和材料成本。為了減少泄漏和相關(guān)成本，進(jìn)行流體系統安裝培訓很有益處。在安裝過(guò)程中遵循既定的優(yōu)秀做法，可以幫助避免在啟動(dòng)測試期間出現問(wèn)題，以及避免對關(guān)鍵流體系統進(jìn)行代價(jià)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(lèi)型：
堿性電解槽 (AEL)：堿性電解是一項成熟的技術(shù)，已經(jīng)應用了 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(lái)導電。它利用電流將水分離為氫和氧。這是廉價(jià)的氫氣生產(chǎn)形式，但維護成本高。
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(lái)導電。PEM 電解槽通常效率更高，維護需求更低，并且相較 AEL 電解槽占用的空間更小。然而，PEM 電解槽的運行成本更高，因為它們需要鉑金等貴金屬。
無(wú)論在您的電解水制氫設備中部署哪種技術(shù)，都需要健全的流體系統來(lái)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)生的氫氣純度達到 99.9% 是至關(guān)重要的，保持這一純度與您的流體系統和電解槽本身有很大關(guān)系。
這是一個(gè)具有挑戰性的提議。電解過(guò)程中固有的高溫和高濕度會(huì )促使質(zhì)量較差的不銹鋼的發(fā)生腐蝕，這可能會(huì )污染從電解槽傳輸到儲罐的 H2 。腐蝕也是一個(gè)安全隱患，因為高度腐蝕的管子或接頭的故障可能性更高。
您可以采用一些策略來(lái)保持純度。應使用高質(zhì)量的氣體取樣系統來(lái)定期分析和監測產(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可以幫助電解水制氫設備充分發(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(chǎng)驗收測試期間避免代價(jià)高昂的返工，而且還可以幫助預防不可預見(jiàn)的維護問(wèn)題和相關(guān)的長(cháng)期停機。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)設施的生命周期內降低您的總擁有成本。這就是優(yōu)化電解水制氫設備流體系統的更多理由。
在生產(chǎn)初期選擇專(zhuān)門(mén)為氫氣設計的高質(zhì)量元件和組件至關(guān)重要，以幫助您的設施更快、更安全地啟動(dòng)和運行，并為長(cháng)期生產(chǎn)力做好準備。如果您需要幫助，請聯(lián)系具有氫氣系統設計經(jīng)驗的流體系統元件供應商。
實(shí)地現場(chǎng)考察
世偉洛克公司工程服務(wù)主管 Ana Dominguez
“系統啟動(dòng)時(shí)發(fā)生泄漏的常見(jiàn)原因之一是安裝不當。在氫氣生產(chǎn)和其他所有設施中，流體系統都是操作的關(guān)鍵部分。如果電解水制氫設備廠(chǎng)商想在啟動(dòng)時(shí)將成本降低，安裝培訓可以產(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致泄漏的錯誤。”
世偉洛克挪威技術(shù)銷(xiāo)售顧問(wèn) Knut Marker
“氫氣生產(chǎn)確實(shí)是一個(gè)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備上線(xiàn)，沒(méi)有既定的藍圖。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(mén)具有成熟的優(yōu)秀做法的學(xué)科，我們可以應用它來(lái)幫助氫氣工廠(chǎng)盡可能減少泄漏、安全挑戰和維護問(wèn)題。”
