Hydrogen Production By Alkaline Water Electrolysis
1500Separation System Purification System
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Produção de hidrogênio por eletrólise de água alcalina
O consumo de energia DC deste equipamento de produção de hidrogênio AWE é de apenas 4,4-4,6 kWh/Nm³, o que é muito mais eficiente na produção do que o equipamento tradicional.
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Introdução de Produto
1500 Nm3/h Eletrolisador de água alcalina
Vantagem
1. Adaptabilidade aprimorada à potência flutuante - Com uma faixa de flutuação de energia que varia de 30% a 120%, este sistema é ideal para aproveitar a energia eólica e solar para a produção de hidrogênio. A sua vasta gama permite uma integração perfeita com fontes de energia renováveis, garantindo um funcionamento consistente e eficiente, independentemente das flutuações nas entradas de energia.
2. Confiabilidade inabalável - Projetado para máxima confiabilidade, este sistema incorpora recursos avançados para maior segurança e longevidade. Possui medidas duplas de segurança com vedação interna e externa, além de um sistema de fixação atualizado que minimiza o vazamento do eletrolisador mesmo em condições de trabalho alternadas. Além disso, a integração da tecnologia de placa bipolar de grande diâmetro e um revestimento de placa bipolar espesso superior a 50μm garantem resistência superior à corrosão e vida útil prolongada, garantindo operação ininterrupta.
3. Eficiência Energética Superior - Projetado para eficiência energética ideal, este sistema emprega tecnologias inovadoras para minimizar o consumo de energia DC. Seu novo design de campo de fluxo passa por simulações e testes rigorosos para obter distribuição uniforme de fluxo dentro das células de combustível, enquanto os eletrodos de próxima geração exibem superpotenciais líderes do setor e tolerância aprimorada nas reações dos eletrodos. Como resultado, o consumo de energia abrangente é limitado a um notável valor inferior ou igual a 4,8 kWh/Nm³, refletindo um compromisso com práticas energéticas sustentáveis.
4. Capacidade de inicialização a frio acelerada - Apresentando um sistema de circulação de aquecimento de soda cáustica autodesenvolvido, este sistema reduz significativamente os tempos de partida a frio em 50%. Esta solução inovadora agiliza as operações, garantindo uma ativação rápida e minimizando o tempo de inatividade, aumentando assim a produtividade e a eficiência operacional.
Especificações técnicas e desempenho
1. Completamente superior pela alta capacidade de produção de hidrogênio
A capacidade de produção de hidrogénio deste equipamento de produção de hidrogénio AWE é de até 1500 Nm3/h.
2. Menor consumo, mas maior eficiência com consumo de energia DC de 4,4-4,6 kWh/Nm³
O consumo de energia DC deste equipamento de produção de hidrogênio AWE é de apenas 4,4-4,6 kWh/Nm³, o que é muito mais eficiente na produção do que o equipamento tradicional.
3. Extremamente puro, maior ou igual a 99,8% antes da purificação, maior ou igual a 99,999% após a purificação
A pureza do hidrogênio produzido por este equipamento de produção de hidrogênio AWE é superior a 99,8% antes da purificação, que pode ser atualizada para mais de 99,999% após a purificação. O hidrogénio de alta pureza não só atende às necessidades da produção industrial, mas também fornece um poderoso apoio à investigação científica.
4. Estável e confiável com pressão de trabalho de 1,8 MPa e temperatura de trabalho de 90±5 graus
Além da alta capacidade de produção, o equipamento deverá manter uma operação estável e confiável. O design deste equipamento de produção de hidrogénio AWE teve isso em consideração. Sua pressão de trabalho é controlada em 1,8 MPa, e sua temperatura de trabalho é mantida em 90±5 graus, o que não só garante o funcionamento normal do equipamento, mas também proporciona um ambiente de produção mais seguro e confiável para os operadores.
5. Operação eficiente com faixa de flutuação de energia de 30-120%
A faixa de flutuação de potência deste equipamento de produção de hidrogênio AWE é ampla, de 30% a 120%, garantindo que o equipamento possa manter uma operação eficiente sob diversas condições de trabalho.
Nome
Parâmetro
Capacidade de produção de hidrogênio (Nm3/h)
1500
Consumo de energia CC (kWh/Nm3)
4.4~4.6
Pureza do hidrogênio (antes da purificação)
Maior ou igual a 99,8%
Pureza do hidrogênio (após purificação)
Maior ou igual a 99,999%
Pressão operacional (MPa)
1.8
Temperatura operacional (graus)
90±5
Faixa de consumo de energia
30~120%
Âmbito de aplicação
1. Crescente demanda por equipamentos de hidrogênio em terminais de transporte - A necessidade crescente de infraestruturas de hidrogénio nos terminais de transporte é evidente na procura de vários componentes. Isto inclui eletrolisadores para produção de hidrogénio no local e estações de reabastecimento de hidrogénio para reabastecimento contínuo de veículos. Além disso, há uma necessidade de sistemas de armazenamento de hidrogênio a bordo e estações de reabastecimento para atender veículos médios e pesados movidos a hidrogênio. Além disso, a implantação de camiões tubulares facilita a entrega de hidrogénio em áreas sem recursos diretos de hidrogénio, garantindo uma acessibilidade generalizada e a adoção de soluções de transporte movidas a hidrogénio.
2. Crescente interesse em equipamentos alternativos para a indústria do hidrogénio verde - A crescente indústria do hidrogénio verde impulsiona a procura de equipamentos alternativos adaptados a diversas aplicações. Os eletrolisadores desempenham um papel crucial na produção de hidrogênio verde para síntese de amônia e metanol, refino e indústrias químicas de carvão. Além disso, os eletrolisadores encontram aplicação como agente redutor vital no setor metalúrgico, apoiando práticas sustentáveis e reduzindo o impacto ambiental em todos os processos industriais.
3. Necessidade crescente de armazenamento de energia de hidrogênio em grande escala - A necessidade de soluções de armazenamento de energia de hidrogénio em grande escala é impulsionada por padrões flutuantes de geração de energia. Os eletrolisadores centralizados são fundamentais na produção de hidrogênio para armazenar o excesso de energia com eficiência. Além disso, estações integradas de produção e abastecimento de hidrogénio, alimentadas por fontes de energia renováveis distribuídas ou sincronizadas com a carga do vale da rede, facilitam o armazenamento e a distribuição contínua de energia, contribuindo para a estabilidade e resiliência da rede.
4. Crescente demanda por hidrogênio de alta pureza em laboratórios e serviços médicos - A procura de hidrogénio de elevada pureza em laboratórios e serviços médicos sublinha a importância de equipamentos especializados. Os eletrolisadores PEM de pequena escala são essenciais para a produção de hidrogênio no local, atendendo às necessidades específicas de laboratórios e instalações médicas. Além disso, garantir a produção de hidrogênio de alta pureza é crucial para os laboratórios de eletrolisadores PEM, apoiando pesquisas precisas e aplicações médicas que dependem de fontes de hidrogênio puras.
Processos relacionados à eletrólise da água
O Japão desenvolveu um processo de eletrólise de água com polímero sólido que pode usar uma membrana de troca iônica à base de fluorresina como eletrólito sólido para condutores de prótons. À medida que o eletrólito de polímero sólido se torna mais fino, a resistência do eletrólito torna-se menor, o que é benéfico para a operação de eletrólise em alta densidade de corrente. Como usar eletrólito de óxido sólido. É possível aplicar um processo de eletrólise de água em alta temperatura usando vapor d'água. A tensão teórica de decomposição deste processo é pequena, a quantidade necessária de energia elétrica torna-se menor, principalmente o sobrepotencial que é a resistência à reação de eletrólise torna-se menor. Portanto, espera-se que seja o método de eletrólise com maior eficiência e operação de eletrólise com menor tensão de célula. No eletrolisador de água de polímero sólido desenvolvido no Japão, o cátodo é um eletrodo de grafite revestido de platina, o ânodo é uma liga à base de irídio e óxido de irídio, e a lacuna entre o conjunto e a membrana de troca iônica é de 150 a 300um, portanto alcançando alta eficiência. A matriz catódica é grafite. O titânio é frequentemente usado como base anódica.
Outros métodos experimentais para eletrólise de água
Dispositivo I Use um copo de 500 ml como eletrolisador. Os eletrodos são feitos de fio de cobre grosso coberto com tubos plásticos. Cada extremidade é exposta 2 cm e dobrada em forma de gancho. Uma extremidade é afivelada no béquer e a outra extremidade é usada como eletrodo. Use solução de hidróxido de sódio a 15% como eletrólito e dois tubos de ensaio do mesmo tamanho dos tubos coletores de ar. Como a solução de hidróxido de sódio é corrosiva, você pode primeiro encher o tubo de ensaio com solução de hidróxido de sódio, cobri-lo com um pedaço de papel de seda e virá-lo de cabeça para baixo. Como a pressão atmosférica é mais forte que a pressão do líquido no tubo de ensaio, o papel não cairá. Insira o tubo de ensaio de cabeça para baixo sob a superfície do líquido, use uma pinça para retirar o papel, coloque o tubo de ensaio no eletrodo e fixe o tubo de ensaio com papelão com dois furos redondos. Durante a eletrólise, quando uma fonte de alimentação DC de 6 a 12 volts é conectada, muitas bolhas aparecerão nos dois pólos. Após 3 minutos, cerca de 16 ml de hidrogênio podem ser obtidos no cátodo e cerca de 8 ml de oxigênio no ânodo. Para testar o hidrogênio e o oxigênio obtidos, você pode dobrar uma extremidade do fio de ferro grosso em um círculo, colocar um pedaço de papelão sobre ele, colocá-lo sob a boca do tubo de ensaio, retirá-lo e testá-lo depois de repousar. na vertical.
Dispositivo II Uma grande garrafa de água salgada com o fundo cortado é usada como célula eletrolítica, e os eletrodos são feitos de dois fios grossos de cobre passados por uma rolha de borracha. Para limitar a eletrólise a uma pequena área, um gargalo é usado como eletrolisador. Primeiro, encha a garrafa com água 3 a 4 cm acima do eletrodo, depois use um funil de pescoço longo para injetar solução de hidróxido de sódio a 15% no fundo do gargalo da garrafa e esprema a água limpa até a camada superior. Encha dois tubos de ensaio do mesmo tamanho com água limpa e coloque-os de cabeça para baixo acima dos eletrodos, depois ligue a eletricidade e conduza o experimento da mesma maneira que acima. Este método é mais conveniente de operar.
Precauções para eletrólise da água
1. A voltagem usada na eletrólise da água e a concentração da solução ácida estão intimamente relacionadas à taxa de liberação do gás.Ao usar uma voltagem de 18 a 24 volts e uma concentração de ácido sulfúrico de 1:6 a 1:8, o gás é gerado nos dois pólos a uma taxa mais rápida e as bolhas são maiores. Leva apenas 4 a 5 minutos para acumular uma certa quantidade de gás, e um volume óbvio pode ser visto. Comparar. 2. A principal razão pela qual o volume de oxigênio obtido pela eletrólise da água é baixo é devido a reações colaterais: Cátodo: 2H2SO4=2H++2HSO4- Ânodo: 2H++2e-=H2; H2S2O8++H2O=H2SO4+H2SO5; H2SO5+H2O=H2SO4+H2O2 O peróxido de hidrogênio gerado no ânodo é relativamente estável na solução ácida e não é fácil de decompor em oxigênio, portanto o volume de oxigênio é baixo. A diferença na solubilidade do oxigênio e do hidrogênio na água é pequena. 3. O tubo de gás ao sintetizar água deve ser firmemente fixado no suporte de ferro.É melhor colocar uma camada de plástico no fundo da pia de vidro.
4. Ao sintetizar água, não use uma proporção de volume de hidrogênio e oxigênio de 2:1, porque o poder explosivo é mais forte neste momento. Para evitar que o tubo de vidro estoure, você pode usar fio de náilon ou papel plástico para fazer uma capa protetora na parte superior do tubo de vidro.
