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8MW级碱性电解水制氢 加快氢能产业发展

2023-11-20 10:57来源:新华网关键词:碱性电解水制氢制氢系统氢能收藏点赞

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氢能是一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源,对减少二氧化碳等温室气体排放、实现碳达峰碳中和目标具有重要意义。在未来的国家能源体系中,氢能将成为重要组成部分,也是用于终端实现绿色低碳转型的重要载体。氢能产业是战略性新兴产业和未来产业重点发展方向。随着技术进步和应用推广,氢能有望在能源领域发挥越来越重要的作用,为可持续发展做出贡献。

电解水制氢具有绿色环保、生产灵活、纯度高等特点,是理想的绿色生产技术之一。电解水制氢技术是利用电能将水分解成氢气和氧气的技术。通过一对浸没在电解液中的电极,中间隔以防止气体渗透的隔膜组成电解池,在直流电作用下,水发生电解,阴极释放出氢气,阳极释放出氧气。

碱性电解水制氢系统主要包括电解槽、气液分离、补水配碱、直流电源以及控制系统五部分,依据气体纯度需求,考虑是否配置氢气纯化装置。制氢系统通过配碱泵将配好的碱液打入制氢系统,给电解槽通以直流电,当电解电流上升到一定数值时,电解槽内的水被电解成氢气和氧气,借助循环泵的扬程和气体升力,分别进入氢分离器和氧分离器,在重力的作用下氢气和碱液分离,电解液回流至碱水电解槽,气体进入气体冷却系统,冷却后的气体进入气体捕滴器,进一步去除气体中的液滴,液滴返回到碱液中,气体经过纯度检测后,进行排空或者收集处理。

2023年9月27日,8MW级碱性电解水制氢稳暂态试验检测平台正式落成,该测试平台设计适用于不同型式碱性电解槽的制氢系统工艺,采用了创新的工艺流程和全方位的检测监控系统,通过适应宽负载调节控制的碱性电解水制氢工艺控制技术,实现气液分离后端循环与电解槽碱液供应解耦,降低辅机运行状态对电解槽性能测试的影响;设计波动运行流量缓冲装置,在压力条件下碱液与氢气/氧气多过程分离、非线性调节;研究新型压力差控制策略,增加氢氧杂质控制维度,拓展电解槽最低运行下限;实时观测气液分离两相流状态。该测试平台能够实现电解槽碱液流量、入口温度、出口压差的稳定控制和大范围调节,能精确测量整流器、电解槽、气液分离等核心部件的技术指标,能评价电解水制氢系统的稳暂态性能。

“双碳”背景下,我国氢能产业蓬勃发展,该测试平台的技术标准作为一种规范,为大型并网或离网制氢示范工程提供设备选型、型式试验及运行验证工作;为电解水制氢系统的质量评价和标准制修订工作提供实际数据支撑。让氢能产业的发展有章可循,保障氢能装备安全可靠,促进氢能技术的发展。


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