尽可能地提高制氢电解槽效率
利用高性能流体系统优化制氢电解槽的效率
氢气作为一种具有巨大潜力的低碳能源继续受到关注。以下是证据之一：欧盟委员会的目标是到 2030 年在欧盟生产 1000 万吨并进口 1000 万吨的可再生氢气。1 在中国，2023 年电解槽需求略高于 2GW，但预计到2028年，这一需求将增长到40GW。2
使氢气成为一种主流能源取决于产能的增加和可靠的生产。实现这一目标始于氢气生产设施的核心，即优化电解槽。电解槽的重要工作是将水和电转化为氢气和氧气。为了尽可能地提高电解槽的效率和功效，电解槽需要可靠的水输送和由此产生的氢气和氧气的有效流出。
这意味着，在设计新的氢气生产设施时，执行这些功能的流体系统至关重要。让我们仔细看看您的流体系统如何对氢气生产设施的安全性、生产效率和盈利能力产生重大影响。
氢气电解槽有哪些不同类型？
在氢气生产领域，有两种主要的电解槽类型：
质子交换膜 (PEM) 电解槽：PEM 电解器使用固体电解质，而非液体形式来导电。PEM 电解槽通常效率更高，维护需求更少，并且相较 AEL 电解槽占用的空间更小。然而，PEM 电解槽的运行成本更高，因为它们需要铂金等贵金属。
无论在您的设施中部署哪种技术，都需要强健的流体系统来处理和管理水的流入以及氢气和氧气的流出。
深入了解氢气生产
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流体系统安装过程中的泄漏缓解
随着新的氢气生产设施的启动，所有关键的流体系统都要进行工厂验收测试 (FAT)。这个过程包括在供应商现场进行的系统（或主要元件）的检查和设备资格评定测试，并记录在案。对于氢流体系统，该过程通常涉及在越来越高的压力下使良性测试流体（通常是氦气、氦气与氮气的混合物或高达5%的氢气与氮气的混合物）流过系统，以确定任何泄漏的位置和体积。
当水流入氢气电解器时，即使是微小的泄漏也会导致电解室效率低下。而当氧气和氢气被生产出来时，泄漏会导致有价值产品的损失，并可能造成潜在的安全隐患。这些问题也需要时间来解决。通过适当的设计，从一开始就尽可能减少泄漏，可以帮助建造一个新氢气生产设施获得成功。
如果在 FAT 期间发现泄漏…
- 测试程序必须关闭
- 系统必须进行吹扫
- 操作员必须确定泄漏点
- 必须通过人工干预对泄漏点进行修复
- 必须重新启动测试
现场实地考察记录
世伟洛克公司工程服务主管 Ana Dominguez
“系统启动时发生泄漏的常见原因之一是不正确安装。在氢气生产设施和几乎所有流体系统是关键运行部件的设施中都是如此。如果氢气生产商想在启动期间将成本降至最低，安装培训可以产生很大的影响。具备正确知识和优秀实践的安装人员更有可能避免可能导致泄漏的错误类型。 ”
所有这些都可能导致在工厂在投入运行之前出现大量计划外的返工时间和材料成本。为了减少泄漏和相关成本，利用流体系统安装培训很有益处。在安装过程中遵循已经确定的优秀实践，可以帮助避免在启动测试期间出现问题，以及避免对关键流体系统进行代价高昂的返工。
保持清洁氢气的输出
电解槽制氢的输出气体其纯度达到最终用途应用所需的纯度是至关重要的，通常要高于99.9% 的纯度。保持这一纯度与您的流体系统和电解槽本身有很大关系。
这是一个具有挑战性的提议。电解过程中固有的高温和高湿度会促使质量较差的不锈钢的发生腐蚀，这可能会污染从电解槽到储罐的 H2 输出腐蚀也是一个安全问题，因为高度腐蚀的管子或接头更有可能发生故障。
您可以采用一些策略来保持纯度。应使用高质量的气体取样系统来定期分析和监测产生氢气的纯度水平。此外，对您的材料选择有信心也很重要。含有比 ASTM 要求更高含量的铬和镍的高质量不锈钢可以更有效地防止腐蚀和抗氢脆。
尽可能地提高您的电解槽的生产效率
正确安装的、高质量流入和流出的流体系统可以帮助氢气电解槽充分发挥其潜力，帮助您尽可能地提高生产效率。
密封性不仅可以帮助您在 FAT 期间避免代价高昂的返工，而且还可以帮助预防不可预见的维护问题和相关的长期停机。有了可靠的输入和清洁的输出，您可以保持工艺效率，并在生产设施的生命周期内降低您的总拥有成本。这就是优化电解槽配套流体系统的更多原因。
在生产初期选择专门为氢气设计的高质量元件和组件至关重要，以帮助您的设施更快、更安全地启动和运行，并为长期生产效率做好准备。如果您需要帮助，请联系具有氢气系统设计经验的流体系统元件供应商。
现场实地考察记录
世伟洛克挪威技术销售顾问 Knut Marker
“氢气生产确实是一个新的领域。对于如何可靠且符合成本效益地使新工厂上线，没有既定的蓝图。但我们确实知道，氢气生产取决于可靠的流体输送，而这是一门经过验证的优秀实践的学科，我们可以应用它来帮助氢气工厂尽可能地减少泄漏、安全挑战和维护问题。 ”
