提高绿氢制取的生产效率和过程安全性
选择合适的测量仪表,提升电解槽性能
提高电解效率是降低绿氢制取成本的关键所在。精准调节电解槽的温度和压力等过程参数,有望显著提高能源效率。通过微调过程参数,竭力提高绿氢的产量,同时降低可再生能源的使用量,减少物料损耗。
液体分析
监测水质参数,实现高效电解水
绿氢制取离不开电解水。这一过程会消耗大量水。在绿氢制取过程中,水资源的可持续循环再利用值得关注。电解槽必须接入纯水或超纯水,尽量减少可能会干扰化学反应和降低绿氢制取效率的杂质。高纯水来自反渗透等水处理工艺。
- 电导率是保证水质达标的关键测量参数。我们的数字式电导率传感器CLS16E采用Memosens 2.0技术,能够安全保存数据,实现非接触式信号传输。
- 流量计胜任导电性液体监测,确保电解槽进水稳定可靠。Promag W 10是Endress+Hauser首款无安装空间限制的电磁流量计。
- 碱性电解槽通常选用Prowirl F 200等涡街流量计进行纯水测量。
- 电解水制备过程中的压力监测对于过滤和渗透过程中的堵塞检测至关重要。我们的Cerabar PMP51B压力变送器测量可靠,使用简单,有效减少了绿氢制取过程中发生系统性故障的风险。
- 保证稳定进料,防止泵空转,提高资源利用率都离不开液位测量。Levelflex FMP51导波雷达液位计适合安装在氢氧气液分离器上使用,胜任腐蚀性介质的测量。
- 总有机碳浓度和硅酸盐含量因水源(市政水、河水、地下水、再生水等)而异。我们的硅酸盐分析仪CA80SI和总有机碳分析仪CA78能够精准进行浓度测量。
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碱性电解槽
碱性水电解槽
碱性电解槽使用碱性溶液(通常是氢氧化钾)作为电解质,促进电化学反应。碱性电解槽技术成熟,主要用于化工生产,重新配置后可用于制氢生产,适合大规模绿氢制取装置。
- Prowirl F 200等涡街流量计胜任高精度湿氢气流量测量,是理想的选择。Promag P 10等电磁流量计常用于碱性电解质NaOH或KOH的流量测量。
- 监测阴阳极分离器的水位关乎电解槽的安全运行。KOH电解质具有强腐蚀性,对于碱性电解槽尤为重要。Liquiphant FTL51B液体音叉限位开关用于液位检测,有效防止溢罐。
- 电解槽温度直接影响电解反应的速度。同时,供水不足还会导致电解槽过热。选择我们的温度计iTHERM Moduline TM131,优化电解槽的运行参数。
PEM电解槽
PEM水电解槽
PEM(质子交换膜)电解槽同碱性电解槽一样,是另一项应用广泛的技术。PEM技术采用固体聚合物电解质膜,结构紧凑,控制精确,特别适用有灵活性和响应速度要求的绿氢应用。PEM电解槽有非常多的优点,效率高,快速响应负荷变化,适合分散应用等。
- Promass Q 300科里奥利质量流量计能够可靠进行高精度质量流量测量,有助于优化PEM电解槽的运行参数。
- Levelflex FMP51导波雷达液位计胜任氢氧气液分离器的液位测量。
- Cerabar PMC71B压力变送器采用陶瓷膜片传感器,在超纯水给水可能导致金属浸出和操作条件剧烈波动的工况下稳定工作。
- PEM电解槽的高压环境可能导致保护套管破裂。我们的TM131温度计带第二道过程密封,配备保护套管破裂检测功能,确保测量结果可靠,过程安全。
AEM电解槽
阴离子交换膜(AEM)水电解槽
不同于其他类型的电解槽,AEM电解槽使用碱性电解质和氢氧根离子(OH-)交换膜。在阳极上,水被分解成氧气和氢氧根离子。交换膜将氢氧根离子运送至阴极,与电子(来自电源)反应生成氢气。同PEM电解槽相比,AEM电解槽的优点是催化剂成本更低。
- 维持进出水平衡对于保证交换膜的稳定性和效率至关重要。Promag P 300电磁流量计胜任这一任务。
- 在电解槽的阴极(H2)施加压力,高于阳极(O2)的压力,避免气体混合或跨膜渗透。监测压力差值对于保障电解槽平稳运行至关重要,尤其是两侧工作压力比较接近时。需要安装Deltabar PMD75B差压变送器密切监测。
SOECs固体氧化物电解槽
固体氧化物电解槽(SOECs)
高温电解法或固体氧化物电解法(SOEC),属于新兴技术,使用蒸汽替代水或电解质。在高温工况(600...1000°C)下运行,大大提高了电解过程效率,尤其是与废热或其他高效热源配套使用时。
- 极端过程温度要求选用的传感器坚固耐用,比如高温型热电偶温度计TAF16。
- 复杂混合气体需要在气体组分不断变化的条件下进行精准分析。我们的Rxn5拉曼光谱分析仪能够可靠进行在线光谱分析。
- Prowirl F 200涡街流量计工作可靠,适合高温蒸汽测量,包括湿蒸汽检测。
光学分析
氢气质量测量
基于不同的运输方式和最终用气点要求,氢气必须符合高质量标准,尤其是用作燃料电池时(ISO 14687:2019)。光学分析技术胜任水分(H2O)和氧气(O2)浓度测量,分析仪坚固耐用,测量可靠,免维护。
- 识别过程气流中的杂质,响应速度非常快
- 无可移动部件,无需电解质,光学部件使用寿命长,维护成本非常低
- 配备心跳自监测功能,安装和调试非常简单
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实时测量氢气质量
Enapter公司选用Endress+Hauser的光学分析测量技术测定产出氢气的纯度
垃圾变身为能源的伟大创举
Wildfire Energy公司信赖Endress+Hauser的测量技术和支持服务,使用生物质和垃圾高效制备氢气和合成气。
高制氢厂可用性
梅塞尔(Messer)公司采用水蒸气重整法制氢。重整制氢装置内安装有大量安全停机保护设备,设备压力起着至关重要的作用。
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