Zwiększenie efektywności i bezpieczeństwa procesu produkcji zielonego wodoru
Zwiększ efektywność elektrolizera dzięki optymalnie dobranej aparaturze
Wstęp
Aparatura pomiarowa do procesów elektrolizy wody
Zwiększenie efektywności elektrolizy ma decydujące znaczenie dla obniżenia kosztów produkcji ekologicznego wodoru. Niewielka zmiana parametrów procesu w elektrolizerze takich, jak temperatura i ciśnienie pracy, może znacznie zwiększyć efektywność energetyczną. Poprzez dokładne ustawienie tych parametrów w można maksymalnie zwiększyć wydajność produkcji zielonego wodoru, a jednocześnie ograniczyć zużycie energii odnawialnej i materiałów.
Analiza cieczy
Pomiar jakości wody w celu zwiększenia efektywności elektrolizy
Produkcja zielonego wodoru polega na elektrolizie wody. Proces ten wymaga dużych ilości wody. Zrównoważone wykorzystanie zasobów wody to ważny element procesu produkcji zielonego wodoru. Aby do minimum ograniczyć obecność zanieczyszczeń, które mogłyby zakłócać reakcję chemiczną i zmniejszać efektywność procesu produkcji zielonego wodoru, do elektrolizy powinna być stosowana woda czysta lub destylowana. Wodę o wysokiej czystości uzyskuje się np. w procesie odwróconej osmozy.
Przewodność to najważniejszy mierzony parametr świadczący o jakości wody. Nasz cyfrowy czujnik przewodności CLS16E z technologią Memosens 2.0 umożliwia przechowywanie i bezkontaktową transmisję danych pomiarowych.
Aby zapewnić niezawodny dopływ wody do elektrolizera, stosuje się przepływomierze monitorujące przepływ cieczy przewodzących. Promag W 10 to pierwszy na świecie przepływomierz elektromagnetyczny pozwalający na swobodny wybór sposobu montaż.
W przypadku elektrolizerów alkalicznych, do pomiaru wody czystej wykorzystuje się zwykle przepływomierze wirowe, np. Prowirl F 200.
Pomiar ciśnienia podczas przygotowania wody do elektrolizy jest niezbędny do wykrywania niedrożności w procesach filtracji i osmozy. Nasz przetwornik ciśnieniaCerabar PMP51B to wiarygodny i łatwy w obsłudze czujnik pozwalający na zmniejszenie błędów systematycznych podczas produkcji zielonego wodoru.
Pomiar poziomu medium ma kluczowe znaczenie dla utrzymania stałego dopływu, ochrony przed suchobiegiem i umożliwienia efektywnego wykorzystania zasobów. Levelflex FMP51 to przetwornik poziomu przeznaczony do separatorów wodoru i tlenu, bardzo odporny na substancje korozyjne.
Zawartość OWO i krzemionki ulega zmianom zależnie od źródła wody (woda miejska, rzeczna, gruntowa, uzdatniona itd.). Dokładny pomiar zapewnia nasz analizator krzemionki CA80SI oraz analizator śladowych ilości OWO CA78.
W metodzie tej elektrolitem jest roztwór alkaliczny, zwykle wodorotlenek potasu, ułatwiający zachodzenie reakcji elektrochemicznych. Elektrolizery alkaliczne to dojrzała technologia, stosowana przede wszystkim w produkcji chemicznej, która została dostosowana do produkcji wodoru i może być stosowana w produkcji zielonego wodoru na dużą skalę.
Do dokładnego pomiaru mokrego wodoru doskonale nadaje się przepływomierz wirowy, np. Prowirl F 200. Pomiary przepływu elektrolitów na bazie NaOH lub KOH wykonuje się zazwyczaj za pomocą przepływomierzy elektromagnetycznych takich, jak Promag P 10.
Pomiar poziomu wody w separatorze anody i katody ma kluczowe znaczenie dla bezpiecznej pracy wszystkich typów elektrolizerów, zwłaszcza alkalicznych ze względu na żrące i korozyjne właściwości elektrolitu KOH. Przed przelaniem zapobiega sygnalizator wibracyjnyLiquiphant FTL51B z widełkami kamertonowymi.
Temperatura w elektrolizerze wpływa na tempo reakcji elektrolizy. Ponadto zbyt mały dopływ wody może spowodować przegrzanie elektrolizera. Do optymalizacji parametrów pracy elektrolizera można wykorzystać nasz czujnik temperaturyiTHERM Moduline TM131.
Elektrolizery z membraną do wymiany protonów (PEM) to kolejna obok elektrolizy alkalicznej szeroko stosowana technologia. Technologia ta wykorzystuje membranę polimerową jako elektrolit stały, elektrolizer ma kompaktową konstrukcję, co pozwala na precyzyjną kontrolę, więc doskonale nadaje się zwłaszcza do aplikacji produkcji zielonego wodoru wymagających elastyczności i szybkości reakcji. Zalety elektrolizerów PEM to wysoka wydajność, szybka reakcja na zmienne obciążenie i przydatność w systemach zdecentralizowanej produkcji wodoru.
Przepływomierze masowe Coriolisa to bardzo dokładne i wiarygodne przyrządy do pomiaru strumienia masy. Do optymalizacji parametrów pracy elektrolizera PEM może być wykorzystany przepływomierz Promass Q 300.
Sonda poziomu Levelflex FMP51 jest przeznaczona do wiarygodnych pomiarów poziomu w separatorach wodoru i tlenu.
Nasz przetwornik ciśnienia Cerabar PMC71B z ceramiczną membraną charakteryzuje się większą wytrzymałością w ultraczystej wodzie zasilającej, która może powodować wypłukiwanie metali i duże zmiany warunków pracy.
Wysokie ciśnienia w elektrolizerach PEM mogą powodować uszkodzenie osłony termometru. Nasz termometr TM131 zapewnia wiarygodny pomiar i większe bezpieczeństwo dzięki dodatkowemu zabezpieczeniu technologicznemu z sygnalizacją utraty szczelności czujnika.
W odróżnieniu od pozostałych typów, w elektrolizerach AEM wykorzystywany jest roztwór alkaliczny oraz membrana, przez którą transportowane są jony wodorotlenkowe (OH-). Na anodzie następuje proces rozkładu wody na tlen i jony wodorotlenkowe. Przez membranę jony wodorotlenkowe są transportowane w kierunku katody (pod wpływem napięcia elektrycznego), gdzie pobierają elektrony tworząc gazowy wodór. Zaletą elektrolizerów AEM jest możliwość wykorzystania tańszych katalizatorów w porównaniu z elektrolizerami PEM.
Stabilność i wydajność membran zależny w dużej mierze od utrzymywania delikatnej równowagi między doprowadzaniem a odprowadzaniem wody. To można osiągnąć, stosują przepływomierz elektromagnetyczny Promag P 300.
Przedostawanie się lub przenikanie gazu przez membranę można zmniejszyć, utrzymując w elektrolizerze wyższe ciśnienie po stronie katody (H2) niż po stronie anody(O2). Monitorowanie różnicy ciśnień może mieć kluczowe znaczenie dla zapewnienia właściwej pracy elektrolizerów, zwłaszcza gdy po obu stronach ciśnienie pracy jest zbliżone. Dokładne monitorowanie zapewnia przetwornik Deltabar PMD75B.
Wysokotemperaturowa elektroliza lub elektroliza stałotlenkowa (SOEC) to wschodząca technologia, wykorzystująca parę wodną zamiast ciekłej wody lub elektrolitu. Wysokie temperatury pracy (600-1000 °C) znacznie zwiększają wydajność procesu elektrolizy, zwłaszcza w przypadku wykorzystania ciepła odpadowego lub innych wysokowydajnych źródeł ciepła.
Ekstremalne temperatury pracy wymagają solidnych i trwałych czujników, takich jak termopara do zastosowań wysokotemperaturowych TAF16.
Obecność złożonych mieszanin gazów wymaga dokładnej analizy zmieniającego się składu gazu. Nasz analizator Raman Rxn5 służy do wiarygodnych pomiarów inline metodą spektroskopii ramanowskiej.
Prowirl F 200 to wiarygodny przepływomierz wirowy przeznaczony do pomiaru przepływu pary o wysokiej temperaturze, z funkcją wykrywania pary mokrej.
W zależności od metody transportu i końcowego zastosowania, zwłaszcza w ogniwach paliwowych, wodór musi spełniać surowe standardy jakościowe (ISO 14687:2019). Analizatory optyczne do pomiarów zawartości wilgoci (H2O) i tlenu (O2) charakteryzują się bezobsługową pracą dzięki odpornej konstrukcji i wiarygodności pomiaru.
Bardzo krótkie czasy odpowiedzi podczas identyfikacji zanieczyszczeń procesu.
Niewielkie wymagania konserwacyjne ze względu na brak części ruchomych, brak elektrolitów i trwałą optykę.
Łatwy montaż i uruchomienie, funkcja monitorowania stanu funkcjonalnego Heartbeat Technology.
Wildfire Energy relies on measurement technology and support from Endress+Hauser to ensure efficient hydrogen and syngas production from biomass and residual waste.
Messer produces hydrogen in a steam reformer. The facility has a large number of protection and safety devices where pressure values play an important role.
Przypisy końcowe
Podobne artykuły
Dowiedz się, dlaczego jesteśmy odpowiednim partnerem do zrównoważonej i bezpiecznej produkcji zielonego wodoru
Elektrownie: wykorzystanie wodoru do wytwarzania energii elektrycznej
Odkryj potencjał wodoru w ograniczaniu emisji gazów cieplarnianych jako kluczowego surowca w branży elektroenergetycznej. Dowiedz się, w jaki sposób Endress+Hauser może wesprzeć Cię na drodze do zerowej emisji netto.
Zwiększenie efektywności produkcji zielonego wodoru
Dowiedz się, jak optymalizacja procesów i innowacje rewolucjonizują efektywność produkcji zielonego wodoru, przyczyniając się do czystszego krajobrazu energetycznego. Dowiedz się więcej!
Instrumentation for safe hydrogen storage
Explore our innovative portfolio of instrumentation serving safe hydrogen storage.
Enhance safety and efficiency in hydrogen blending processes
Discover our broad offering and benefit from longstanding expertise when it comes to safe hydrogen blending.
Szanujemy Państwa prywatność
Używamy plików cookie, aby poprawić komfort przeglądania, gromadzić dane statystyczne w celu optymalnego działania witryny i wyświetlać spersonalizowane reklamy lub treści.
Wybierając "Akceptuj wszystko", wyrażacie Państwo zgodę na używanie plików cookie.
Aby uzyskać więcej informacji, prosimy o zapoznanie się z naszą Polityką plików cookie .
%20with%20flange%20connections%20for%20process%20applications%20-%20PP01.jpg "Zdjęcie przepływomierza elektromagnetycznego Proline Promag P 300 / 5P3B do zastosowań procesowych")
