Hydrogen Production By Alkaline Water Electrolysis
1500Separation System Purification System
1/6
إنتاج الهيدروجين عن طريق التحليل الكهربائي للمياه القلوية
يبلغ استهلاك طاقة التيار المستمر لمعدات إنتاج الهيدروجين AWE 4.4-4.6 كيلووات ساعة/نيوتن متر مكعب، وهو أكثر كفاءة في الإنتاج بكثير من المعدات التقليدية.
إرسال التحقيق
مقدمة المنتج
1500 نيوتن متر3/ح محلل المياه القلوية بالكهرباء
ميزة
1. تعزيز القدرة على التكيف مع تقلبات القوة - مع نطاق تذبذب للطاقة يمتد من 30% إلى 120%، يعد هذا النظام مناسبًا تمامًا لتسخير طاقة الرياح والطاقة الشمسية لإنتاج الهيدروجين. يتيح نطاقها الواسع التكامل السلس مع مصادر الطاقة المتجددة، مما يضمن التشغيل المتسق والفعال بغض النظر عن مدخلات الطاقة المتقلبة.
2. الموثوقية التي لا تتزعزع - تم تصميم هذا النظام لتحقيق أقصى قدر من الموثوقية، ويتضمن ميزات متقدمة لتعزيز السلامة وطول العمر. إنه يتميز بإجراءات أمان مزدوجة مع إغلاق داخلي وخارجي، جنبًا إلى جنب مع نظام تثبيت مطور يقلل من تسرب المحلل الكهربائي حتى في ظروف العمل المتناوبة. بالإضافة إلى ذلك، فإن دمج تكنولوجيا اللوحة ذات القطب المزدوج ذات القطر الكبير وطلاء اللوحة ثنائي القطب السميك الذي يتجاوز 50μm يضمن مقاومة فائقة للتآكل وعمر خدمة طويل، مما يضمن التشغيل دون انقطاع.
3. كفاءة متفوقة في استخدام الطاقة - تم تصميم هذا النظام لتوفير الطاقة المثلى، ويستخدم تقنيات مبتكرة لتقليل استهلاك طاقة التيار المستمر. ويخضع تصميم مجال التدفق الجديد لمحاكاة واختبارات صارمة لتحقيق توزيع تدفق موحد داخل خلايا الوقود، في حين تعرض أقطاب الجيل التالي إمكانات زائدة رائدة في الصناعة وتحملًا معززًا في تفاعلات الأقطاب الكهربائية. ونتيجة لذلك، تم تحديد سقف للاستهلاك الشامل للطاقة أقل من أو يساوي 4.8 كيلووات ساعة/نيوتن متر مكعب، مما يعكس الالتزام بممارسات الطاقة المستدامة.
4. القدرة على البدء البارد المعجل - يتميز بنظام تدوير تسخين الغسول الذي تم تطويره ذاتيًا، ويقلل هذا النظام بشكل كبير من أوقات البدء البارد بنسبة 50%. يعمل هذا الحل المبتكر على تبسيط العمليات، مما يضمن التنشيط السريع وتقليل وقت التوقف عن العمل، وبالتالي تعزيز الإنتاجية والكفاءة التشغيلية.
المواصفات الفنية والأداء
1. متفوق تمامًا على القدرة العالية على إنتاج الهيدروجين
قدرة إنتاج الهيدروجين لمعدات إنتاج الهيدروجين AWE تصل إلى 1500 نيوتن متر3/h.
2. استهلاك أقل ولكن كفاءة أعلى مع استهلاك طاقة التيار المستمر بمقدار 4.4-4.6 كيلووات ساعة/نيوتن متر مكعب
يبلغ استهلاك طاقة التيار المستمر لمعدات إنتاج الهيدروجين AWE 4.4-4.6 كيلووات ساعة/نيوتن متر مكعب، وهو أكثر كفاءة في الإنتاج بكثير من المعدات التقليدية.
3. نقي للغاية، أكبر من أو يساوي 99.8% قبل التنقية، أكبر من أو يساوي 99.999% بعد التنقية
نقاء الهيدروجين الناتج بواسطة معدات إنتاج الهيدروجين AWE هذه هو أكثر من 99.8% قبل التنقية، والتي يمكن ترقيتها إلى أكثر من 99.999% بعد التنقية. لا يلبي الهيدروجين عالي النقاء احتياجات الإنتاج الصناعي فحسب، بل يوفر أيضًا دعمًا قويًا للبحث العلمي.
4. مستقرة وموثوقة مع ضغط العمل 1.8 ميجا باسكال ودرجة حرارة العمل 90 ± 5 درجة
بالإضافة إلى القدرة الإنتاجية العالية، يجب أن تحافظ المعدات على التشغيل المستقر والموثوق. لقد أخذ تصميم معدات إنتاج الهيدروجين AWE هذا الأمر بعين الاعتبار. يتم التحكم في ضغط التشغيل عند 1.8 ميجاباسكال، ويتم الحفاظ على درجة حرارة التشغيل عند 90±5 درجة، مما لا يضمن التشغيل الطبيعي للمعدات فحسب، بل يوفر أيضًا بيئة إنتاج أكثر أمانًا وموثوقية للمشغلين.
5. عملية فعالة مع نطاق تقلب الطاقة بنسبة 30-120%
نطاق تقلب الطاقة لمعدات إنتاج الهيدروجين AWE واسع من 30% إلى 120%، مما يضمن أن المعدات يمكنها الحفاظ على التشغيل الفعال في ظل ظروف العمل المتنوعة.
اسم
معامل
القدرة على إنتاج الهيدروجين (نيوتن متر3/h)
1500
استهلاك طاقة التيار المستمر (كيلووات ساعة/نيوتن متر3)
4.4~4.6
نقاء الهيدروجين (قبل التنقية)
أكبر من أو يساوي 99.8%
نقاء الهيدروجين (بعد التنقية)
أكبر من أو يساوي 99.999%
ضغط التشغيل (ميغاباسكال)
1.8
درجة حرارة التشغيل (درجة)
90±5
نطاق استهلاك الطاقة
30~120%
نطاق التطبيق
1. الطلب المتزايد على معدات الهيدروجين في محطات النقل - تتجلى الحاجة المتزايدة للبنية التحتية للهيدروجين في محطات النقل في الطلب على المكونات المختلفة. ويشمل ذلك المحللات الكهربائية لإنتاج الهيدروجين في الموقع ومحطات التزود بالوقود الهيدروجيني لتزويد المركبات بالوقود بسلاسة. بالإضافة إلى ذلك، هناك حاجة إلى أنظمة تخزين الهيدروجين ومحطات التزود بالوقود على متن الطائرة لتلبية احتياجات المركبات المتوسطة والثقيلة التي تعمل بوقود الهيدروجين. علاوة على ذلك، فإن نشر الشاحنات الأنبوبية يسهل توصيل الهيدروجين إلى المناطق التي تفتقر إلى موارد الهيدروجين المباشرة، مما يضمن إمكانية الوصول على نطاق واسع واعتماد حلول النقل التي تعمل بالطاقة الهيدروجينية.
2. الاهتمام المتزايد بالمعدات البديلة لصناعة الهيدروجين الأخضر - تعمل صناعة الهيدروجين الأخضر المزدهرة على زيادة الطلب على المعدات البديلة المصممة خصيصًا لتطبيقات متنوعة. تلعب المحللات الكهربائية دورًا حاسمًا في إنتاج الهيدروجين الأخضر لتخليق الأمونيا والميثانول والتكرير والصناعات الكيميائية للفحم. علاوة على ذلك، تجد المحللات الكهربائية تطبيقًا كعامل اختزال حيوي في قطاع المعادن، مما يدعم الممارسات المستدامة ويقلل التأثير البيئي عبر العمليات الصناعية.
3. تزايد الحاجة إلى تخزين طاقة الهيدروجين على نطاق واسع - إن الحاجة إلى حلول تخزين طاقة الهيدروجين على نطاق واسع مدفوعة بتقلب أنماط توليد الطاقة. تلعب المحللات الكهربائية المركزية دورًا فعالًا في إنتاج الهيدروجين لتخزين الطاقة الزائدة بكفاءة. علاوة على ذلك، تعمل محطات إنتاج الهيدروجين وإعادة التزود بالوقود المتكاملة، التي تعمل بمصادر الطاقة المتجددة الموزعة أو المتزامنة مع حمل الشبكة، على تسهيل تخزين الطاقة وتوزيعها بسلاسة، مما يساهم في استقرار الشبكة ومرونتها.
4. الطلب المتزايد على الهيدروجين عالي النقاء في المختبرات والخدمات الطبية - الطلب على الهيدروجين عالي النقاء في المختبرات والخدمات الطبية يؤكد أهمية المعدات المتخصصة. تعد المحللات الكهربائية PEM صغيرة الحجم ضرورية لإنتاج الهيدروجين في الموقع، وتلبية الاحتياجات المحددة للمختبرات والمرافق الطبية. بالإضافة إلى ذلك، يعد ضمان إنتاج الهيدروجين عالي النقاء أمرًا بالغ الأهمية لمختبرات التحليل الكهربائي PEM، مما يدعم الأبحاث الدقيقة والتطبيقات الطبية التي تعتمد على مصادر الهيدروجين الأصلية.
العمليات المتعلقة بالتحليل الكهربائي للمياه
طورت اليابان عملية تحليل كهربي للماء من البوليمر الصلب يمكنها استخدام غشاء التبادل الأيوني القائم على الفلوروريسين كإلكتروليت صلب لموصلات البروتون. عندما يصبح إلكتروليت البوليمر الصلب أرق، تصبح مقاومة الإلكتروليت أصغر، وهو أمر مفيد لعملية التحليل الكهربي عند كثافة تيار عالية. مثل استخدام المنحل بالكهرباء أكسيد الصلبة. من الممكن تطبيق عملية التحليل الكهربائي للماء عند درجة حرارة عالية باستخدام بخار الماء. يكون جهد التحلل النظري لهذه العملية صغيرًا، وتصبح الكمية المطلوبة من الطاقة الكهربائية أصغر، خاصة الإمكانات الزائدة وهي مقاومة تفاعل التحليل الكهربائي تصبح أصغر. لذلك، من المتوقع أن تكون طريقة التحليل الكهربائي ذات أعلى كفاءة وعملية التحليل الكهربائي بأقل جهد للخلية. في المحلل الكهربائي للماء البوليمر الصلب الذي تم تطويره في اليابان، الكاثود عبارة عن مادة قطب جرافيت مطلية بالبلاتين، والأنود عبارة عن سبيكة قائمة على الإيريديوم وأكسيد إيريديوم، والفجوة بين التجميع وغشاء التبادل الأيوني هي 150 إلى 300 ميكرومتر، وبالتالي تحقيق كفاءة عالية. مصفوفة الكاثود هي الجرافيت. غالبًا ما يستخدم التيتانيوم كقاعدة الأنود.
طرق تجريبية أخرى للتحليل الكهربائي للمياه
الجهاز الأول استخدام كوب 500 مل كمحلل كهربائي. الأقطاب الكهربائية مصنوعة من سلك نحاسي سميك مغطى بأنابيب بلاستيكية. يتم كشف كل طرف بمقدار 2 سم وثنيه على شكل خطاف. يتم تثبيت أحد طرفيه على الدورق، ويتم استخدام الطرف الآخر كقطب كهربائي. استخدم محلول هيدروكسيد الصوديوم بنسبة 15% كإلكتروليت وأنبوبي اختبار بنفس حجم أنابيب تجميع الهواء. نظرًا لأن محلول هيدروكسيد الصوديوم مادة أكالة، يمكنك أولاً ملء أنبوب الاختبار بمحلول هيدروكسيد الصوديوم، وتغطيته بقطعة من المناديل الورقية وقلبه رأسًا على عقب. لأن الضغط الجوي أقوى من ضغط السائل في أنبوب الاختبار، فلن تسقط الورقة. أدخل أنبوب الاختبار مقلوبًا تحت سطح السائل، واستخدم الملقط لإزالة الورق، ثم ضع أنبوب الاختبار على القطب الكهربائي، ثم ثبت أنبوب الاختبار بالكرتون بفتحتين دائريتين. أثناء التحليل الكهربائي، عندما يتم توصيل مصدر طاقة تيار مستمر من 6 إلى 12 فولت، ستظهر العديد من الفقاعات على القطبين. وبعد 3 دقائق، يمكن الحصول على حوالي 16 مل من الهيدروجين عند الكاثود، ويمكن الحصول على حوالي 8 مل من الأكسجين عند القطب الموجب. لاختبار الهيدروجين والأكسجين الذي تم الحصول عليه، يمكنك ثني أحد طرفي السلك الحديدي السميك على شكل دائرة، ووضع قطعة من الورق المقوى عليها، ووضعها تحت فتحة أنبوب الاختبار، وإخراجها، ثم اختبارها بعد الوقوف انها تستقيم.
الجهاز الثاني يتم استخدام زجاجة مياه مالحة كبيرة ذات قاع مقطوع كخلية تحليل كهربائي، والأقطاب الكهربائية مصنوعة من سلكين نحاسيين سميكين يمرران عبر سدادة مطاطية. من أجل قصر التحليل الكهربائي على منطقة صغيرة، يتم استخدام عنق الزجاجة كمحلل كهربائي. أولاً، املأ الزجاجة بالماء أعلى من القطب الكهربائي بمقدار 3 إلى 4 سم، ثم استخدم قمعًا طويل العنق لحقن محلول هيدروكسيد الصوديوم بنسبة 15% في الجزء السفلي من عنق الزجاجة، واضغط الماء النظيف إلى الطبقة العليا. املأ أنبوبين اختبار من نفس الحجم بالماء النظيف، ثم ضعهما رأسًا على عقب فوق الأقطاب الكهربائية، ثم قم بتشغيل الكهرباء وإجراء التجربة بنفس الطريقة المذكورة أعلاه. هذه الطريقة أكثر ملاءمة للعمل.
الاحتياطات اللازمة للتحليل الكهربائي للمياه
1. يرتبط الجهد المستخدم في التحليل الكهربائي للمياه وتركيز المحلول الحمضي ارتباطًا وثيقًا بمعدل إطلاق الغاز.عند استخدام جهد من 18 إلى 24 فولت وتركيز حمض الكبريتيك من 1:6 إلى 1:8، يتم توليد الغاز عند القطبين بمعدل أسرع وتكون الفقاعات أكبر. يستغرق الأمر من 4 إلى 5 دقائق فقط لتجميع كمية معينة من الغاز، ويمكن رؤية حجم واضح. يقارن. 2. السبب الرئيسي لانخفاض حجم الأكسجين الذي يتم الحصول عليه عن طريق التحليل الكهربائي للمياه هو التفاعلات الجانبية: الكاثود: 2H2SO4=2H++2HSO4- الأنود: 2H++2e-=H2; H2S2O8++H2O=H2SO4+H2SO5; H2SO5+H2O=H2SO4+H2O2 بيروكسيد الهيدروجين المتولد في الأنود مستقر نسبيًا في المحلول الحمضي وليس من السهل أن يتحلل إلى أكسجين، وبالتالي فإن حجم الأكسجين منخفض. الفرق في ذوبان الأكسجين والهيدروجين في الماء بسيط. 3. يجب تثبيت أنبوب الغاز عند تركيب الماء بإحكام على الحامل الحديدي.من الأفضل وضع طبقة من الصفائح البلاستيكية في قاع الحوض الزجاجي.
4. عند تصنيع الماء، لا تستخدم نسبة حجم الهيدروجين والأكسجين 2:1لأن القوة الانفجارية تكون أقوى في هذا الوقت. من أجل منع الأنبوب الزجاجي من الانفجار، يمكنك استخدام خيوط النايلون أو الورق البلاستيكي لعمل غلاف واقي على الجزء العلوي من الأنبوب الزجاجي.
