- +7 (495) 780 22 52
- Большая Печёрская, 45а, Нижний Новгород
- info@gasonsite.ru
Водородные электролизеры
У нас вы можете купить промышленные электролизеры для получения водорода из воды. Прямая поставка от производителей оборудования - компаний GHS (Дания), NEL (Норвегия) и McPhy Energy (Франция) (Наши услуги).
В этом разделе представлено оборудование для получения водорода путем щелочного электролиза воды. Это самое распространенное решение в промышленности на сегодняшний день. Инновационнные бесщелочные установки получения водорода представлены в разделе Водород-PEM.
Компания GHS (Green Hydrogen Systems) производит промышленные генераторы водорода нового поколения серии HyProvide™. Головной офис и производство расположены в городе Колдинг, Дания. Оборудование рассчитано на круглосуточную работу под полной нагрузкой. Генератор постоянно готов к работе, автоматически запускается и останавливается в зависимости от потребности в водороде.
Система управления HyProManager™ обеспечивает полностью автоматическую работу и самодиагностику оборудования. Сервисное обслуживание проводится один раз в год. Важной особенностью конструкции является высокое (до 35 бар) давление на выходе из водородной установки. Это позволяет исключить использование дожимных компрессоров, что уменьшает стоимость водородной станции в целом.
Генератор водорода GHS HyProvide ™
На фото - водородная станция HyProvide™ в контейнерном исполнении, в габаритах стандартного 20-ти футового контейнера. Блок-контейнер надёжно утеплен и оснащён всеми необходимыми системами жизнеобеспечения: отопления, вентиляции, пожаротушения и сигнализации. Устанавливается в удобном месте на территории заказчика. Бетонное основание не требуется, это снижает затраты на строительство станции.
Компания NEL производит генераторы водорода с 1927 года. Сегодня на своем заводе в Норвегии в городе Нотодден компания выпускает электролизеры особой мощности. Генераторы водорода NEL разработаны для самых тяжелых нагрузок, и подходят для применения в любой отрасли промышленности, обладая при этом высоким качеством и разумной ценой.
За время своей деятельности, компания произвела свыше 4 тыс. генераторов водорода. Компания известна своими проектами водородных станций огромной мощности - вплоть до 4.000 Нм³/ч.
Генератор водорода NEL 485 Нм3/ч
Французская компания McPhy Energy (Макфи Энерджи) выпускает генераторы водорода небольшой мощности под маркой PIEL. Завод расположен в городке Сан-Миниато в Италии. Оборудование хорошо подходит для работы со средней интенсивностью, обладая при этом высоким качеством и привлекательной ценой. Важное преимущество – водородно-кислородная станция с электролизерами PIEL не требует регистрации в органах Ростехнадзора. Такая станция не является опасным производственным объектом (ОПО), иными словами, не будет поднадзорным объектом.
Технические характеристики водородных установок
| Параметр / модель установки | GHS HyProvide ™ | NEL A | McPhy-PIEL | |
| Производительность | 30/60/90 Нм³/ч | 150..500 Нм³/ч | 1..10 Нм³/ч | |
| Давление | до 35 бар | 3 бар | 3 бар | |
| Чистота водорода | до 99,999% | 99,995% | ||
| Расход электроэнергии | 4,7 кВт*/Нм³ | 6,2 кВт*/Нм³ | ||
| Диапазон регулирования | 25..100% | 50..100% | ||
| Передача данных | Ethernet/Can-bus | нет | ||
| Контейнерное исполнение | да | нет | опция | |
Принципиальная схема электролизной установки получения водорода
Процесс начинается с подготовки воды. Для процесса электролиза требуется так называемая деионизованная вода (также называемая обессоленная, деминерализованная). Это совершенно чистая вода, очищенная от механических и химических загрязнений. Обычная водопроводная вода поступает в "Блок водоподготовки". Вода последовательно проходит несколько стадий очистки: механический фильтр, ионообменные смолы, обратный осмос. Насосный блок подаёт готовую деионизованную воду в блок сепарации, через который вода попадает в "Блок электролиза".
"Блок электропитания" понижает сетевое напряжение и преобразует переменный ток в постоянный, который необходим для электролизера. Кроме того, блок обеспечивает электропитание для остального оборудования водородной установки.
Схема электролизной установки для получения водорода из воды
В "Блоке электролиза" вода под действием постоянного электрического тока распадается в электролизере на составляющие ее водород и кислород. Деионизованная вода практически не проводит электрический ток. Поэтому для придания воде проводящих свойств в неё добавляют гидроксид калия (KOH). То есть в электролизере циркулирует не чистая вода, а электролит в виде 30%-го раствора KOH в воде. Выделяющиеся газы (водород и кислород) далее идут по отдельным трактам. Далее рассматривается водородный тракт, кислородный тракт аналогичен водородному.
Водород из электролизера поступает в "Блок сепарации" в виде смеси с электролитом. Для выделения водорода от жидкости служит газожидкостный сепаратор. Сепаратор представляет собой сосуд, в который снизу подаётся электролит. Пузырьки газа выделяются из электролита, газ собирается в верхней части сосуда и уходит в трубопровод. Электролит сливается из сосуда и возвращается в блок электролиза по отдельному трубопроводу (на схеме не показан).
Водород на этом этапе содержит примеси щелочи. Для очистки от щелочи служит скруббер (промыватель). Промыватель – это сосуд, в который снизу подаётся газ, а сверху из разбрызгивателя подаётся деионизованная вода. Капли воды падают вниз, очищая (промывая) встречный поток газа от капель щелочи. В верхней части сосуда установлен коалесцентный фильтр (пакет из мелкой металлической сетки). Мельчайшие капельки щелочи (туман) конденсируются в этом пакете и стекают вниз. Таким образом водород практически полностью очищается от следов щелочи. Далее вода по отдельному трубопроводу (на схеме не показан) поступает в сепаратор, а оттуда – в блок электролиза.
На данном этапе водород насыщен водяным паром и имеет довольно высокую температуру (порядка 50°С. Для его удаления служит конденсатор. Конденсатор – это теплообменник, в котором газ охлаждается хладоносителем поступающим от "Рефрижератора". Рефрижератор может быть часть оборудования водородной станции, но возможен вариант, когда хладоноситель подаётся от внешней системы охлаждения. Водяной пар конденсируется в конденсаторе после чего отводится из системы с помощью конденсатоотводчика. Водород, полученный на этом этапе называется "сырой", так он все еще содержит примеси воды (точка росы не ниже +3°С) и кислорода (на уровне 0,1-0,5%). Для дальнейшей очистки водород подаётся в "Блок очистки". Заметим, что кислород, в случае, если он не нужен потребителю, на аналогичном этапе сбрасывается в атмосферу.
В "Блоке очистки" водород сначала поступает в реактор каталитической очистки. Реактор представляет собой сосуд, заполненный мелкими гранулами катализатора на основе благородных металлов (платина, палладий). В присутствии катализатора примеси кислорода активно реагируют с водородом, обращаясь в воду. Таким образом водород практически полностью очищается от кислорода (содержание кислорода порядка 1-5 ppmv). Далее водород подаётся в осушитель. Осушитель действует на принципе короткоцикловой адсорбции (КЦА). В нем два попеременно работающий сосуда-адсорбера, заполненных специальным поглотителем (адсорбентом). Адсорбент поглощает влагу из газа. Сосуды-адсорберы работают попеременно – один находится в рабочем цикле, другой – в цикле регенерации. Таким образом водород осушается до точки росы -75°С, после чего подаётся потребителю.
Замечание по терминологии. В отечественной традиции используется термин "установка по производству водорода". Наравне с этим используется термин "генератор водорода", который является калькой с английского языка. Под генератором водорода обычно понимают установку, в состав которой входят: электролизер, блок сепарации, блок очистки водорода. Термином "водородная станция" обычно обозначают здание или автономный блок-контейнер, в котором размещены генератор водорода и вспомогательные агрегаты, такие как блок водоподготовки, блок электропитания, система охлаждения и прочее.
Применение генераторов водорода в промышленности
Установки получения водорода широко применяются в самых разных областях промышленности. Крупнейшие потребители водорода – это нефтеперерабатывающие и химические заводы. Половина всего производимого в мире водорода используется в нефтепереработке. Ещё около одной четверти идет на синтез аммиака, который является основой для синтеза азотных удобрений, пластмасс и прочих продуктов. Эти предприятия производят водород на установках риформинга природного газа. Прочие промышленные предприятия для получения водорода используют, в основном, электролизные установки.
В металлургической промышленности генераторы водорода используются для производства защитной газовой атмосферы. При обработке металлов такая атмосфера предотвращает окисление металлов кислородом, содержащемся в воздухе. Так, например, водород используется при термообработке стального листа и проволоки. Совершенно необходим водород при производстве нержавеющих сталей и тугоплавких металлов, таких как вольфрам и молибден.
Производство всем известного маргарина также не обходится без установок для производства водорода. В процессе гидрогенизации под воздействием водорода жидкие растительные жиры превращаются в твёрдый продукт (саломас). Саломас является исходным сырьем для изготовления пищевых жиров, маргарина, заменителей масла-какао и прочего.
В электроэнергетике водород используется как теплоноситель для охлаждения электрогенераторов. Водородом заполняется кожух генератора, и за счёт своей высокой теплопроводности водород очень эффективно отводит тепло, охлаждая генератор. Для этой цели обычно используется водородная установка малой производительности (4-10 Нм³/ч).
В производстве полупроводников водород используется в технологическом процессе эпитаксии. В ходе этого процесса в специальных печах, заполненных водородом, на поверхности кристалла кремния формируются микроскопические электронные компоненты. В отличие от других видов топлива, водород сгорает совершенно "чисто", не оставляя никакой копоти, поэтому используется для пайки.
Жидкий водород – это самое эффективное ракетное топливо. Самые мощные в истории ракеты-носители, отечественная "Энергия" и американский "Сатурн-5" летали именно на водороде. Топливо для заправки ракет сегодня производят на водородных электролизных установках - именно эта технология обеспечивает необходимую чистоту производимого водорода.