Priemyselné pozadie
Čínsky priemysel so zeleným vodíkom, poháňaný implementáciou dvoj{0}}uhlíkovej stratégie, vstupuje do zrýchlenej fázy rozsiahleho-vývoja. V roku 2025 dosiahla verejná ponuka na domáce zariadenia na výrobu vodíka na elektrolytickú vodu 2 398,8 MW, čo predstavuje medziročný-medzi-ročný nárast o 69,4 %, čím dosiahol rekordnú výšku. Náčrt „15. päť{11}}ročného plánu“ zverejnený v marci 2026 výslovne vyzýva na „energický rozvoj zelenej vodíkovej energie“ a stavia vodík ako nový bod rastu, ktorý vedie budúcnosť. Podľa pravidiel sa rozsiahle{14}}používanie vodíkovej energie v rôznych oblastiach, ako je doprava a priemysel, neustále rozširuje. Očakáva sa, že podiel zeleného vodíka na celkovej výrobe vodíka do roku 2030 presiahne 30 %, pričom veľkosť trhu presiahne 20 miliárd jüanov, a to v dôsledku rýchleho pokroku v technológii elektrolyzérov a neustáleho znižovania nákladov na obnoviteľnú energiu. Vodíkový energetický priemysel, poháňaný politikou aj trhovými silami, vstupuje do novej etapy skokového vývoja.
Počas procesu výroby elektrolytického vodného vodíka je presná kontrola tlaku kľúčom k zaisteniu bezpečnej prevádzky systému. V elektrolyzéri sa súčasne vytvára vodík a kyslík. Udržiavanie primeraného a stabilného tlaku nielenže zabraňuje riziku výbuchu spôsobeného spätným tokom v dôsledku tlakových rozdielov medzi vodíkovými a kyslíkovými zmesovými plynmi, ale zabezpečuje aj efektívnu prevádzku zariadenia na separáciu plynov a spoľahlivé utesnenie systému. Monitorovanie tlaku v reálnom čase{3} a dynamická regulácia sú základom zabezpečenia bezpečných operácií výroby vodíka.
Kontrola prístrojového vybavenia výroby elektrolytickej vody
Schematický diagram procesu výroby elektrolytického vodného vodíka
Elektrolyzér je základným vybavením systému na výrobu elektrolytického vodného vodíka. Ako elektrolyt používa roztok KOH alebo NaOH a pôsobením jednosmerného prúdu elektrolyzuje vodu za vzniku vodíka a kyslíka. Plyny (H2, O2) vznikajúce pri elektrolýze obsahujú atomizovanú alkalickú kvapalinu. Najprv prechádzajú cez odlučovač plynu-kvapaliny, aby sa odstránila alkalická kvapalina. Plyny vystupujúce zo separátora kvapalín-plynu stále obsahujú malé množstvo rozprášenej alkalickej kvapaliny a vodnej pary. Pračka plynu môže zmyť zvyškovú kvapalinu. Oddelený vodík a kyslík sa ochladia, odstránia sa z nich kvapôčky a potom sa odošle riadiacim systémom. Tlak v separátore ovplyvňuje účinnosť elektrolýzy. Vhodný vysoký tlak môže znížiť obsah plynu v elektrolyte, zvýšiť jeho elektrickú vodivosť a zlepšiť účinnosť elektrolýzy. Nadmerný tlak však zvyšuje rozpustnosť vodíka a kyslíka v elektrolyte, čím sa znižuje produkcia.
Body vzorkovania tlaku vodíkovej práčky a kyslíkovej práčky sa používajú na meranie rozdielu tlaku, ktorý odráža tlakový rozdiel medzi vodíkovou a kyslíkovou stranou elektrolyzéra. Ak je tlakový rozdiel medzi vodíkovou a kyslíkovou stranou elektrolyzéra príliš veľký, môže spôsobiť vzájomné prenikanie vodíka a kyslíka, čím sa vytvorí zmesový plyn, ktorý predstavuje značné nebezpečenstvo výbuchu. Riadiaca jednotka systému riadi výstupný regulačný ventil na základe diferenčného tlaku, aby sa udržal v bezpečnom rozsahu.
Na meranie hladiny kvapaliny v separátore kvapalín -plynu: Keď je separátor kvapalín- plynu nainštalovaný vo vyššej nadmorskej výške ako elektrolyzér, hladina kvapaliny v separátore predstavuje hladinu kvapaliny v elektrolyzéri. Vodík a kyslík vznikajúce počas elektrolýzy spôsobia, že hladina kvapaliny v odlučovači plynu-kvapaliny bude postupne klesať. Ak je hladina kvapaliny príliš nízka, plyn sa môže dostať do výstupného potrubia kvapaliny po prúde. Udržiavanie hladiny kvapaliny v separátore plynu-kvapalín v bezpečnom rozsahu je veľmi dôležité.
V cirkulačnej slučke elektrolytu sa na meranie prietoku elektrolytu zvyčajne používa elektromagnetický prietokomer. Keďže elektrolyt (napr. roztok KOH, NaOH) má dobrú elektrickú vodivosť, elektromagnetický prietokomer dosahuje stabilné a spoľahlivé meranie. Riadiaci systém nastavuje obehové čerpadlo na základe prietokového signálu, pričom udržuje prietok elektrolytu v rozumnom rozsahu, čím zabezpečuje kontrolu teploty elektrolyzéra a účinnosť reakcie.
Aplikačné riešenia pre inteligentné prevodníky tlaku
Meranie hladiny kvapalín v separátore a práčke
Meranie tlaku v separátore
V separátoroch vodík/kyslík je meraným médiom vodík alebo kyslík, sprevádzané zložitými podmienkami, ako je vodná para, alkalická hmla a kondenzát. Na zaistenie dlhodobej-stabilnej prevádzky sa odporúča použiť membránu Hastelloy C pre navlhčené časti inteligentného tlakového vysielača, aby sa zvýšila odolnosť proti korózii a schopnosť anti{2}}kryštalizácie. Celková odolnosť voči výbuchu-vysielača musí spĺňať normu Ex d IIC T4 a mal by mať certifikáciu funkčnej bezpečnosti SIL2. Prostredníctvom redundantného dizajnu a mechanizmov{8}}bezpečných proti poruchám je zaistená bezpečná a spoľahlivá prevádzka za abnormálnych podmienok.
Meranie hladiny kvapalín v separátore
Na meranie hladiny kvapaliny v separátoroch vodíka a kyslíka, vzdialená kapiláravysielač diferenčného tlakusa bežne používa. Meraným médiom je zmes alkalickej kvapaliny a plynu (vodík/kyslík), pričom vysokotlaková strana je v kontakte s alkalickou kvapalinou a nízkotlaká -strana je v kontakte s plynnou fázou (obsahujúcou vodnú paru a alkalickú hmlu). Aby ste vyhoveli týmto vysoko korozívnym a ľahko{4}}podmienkam-kryštalizácie, odporúča sa použiť membrány Hastelloy C na vysokotlakovej aj nízkotlakovej strane-pre zaistenie vynikajúcej odolnosti voči alkalickej korózii a-dlhodobej stability merania. Celková odolnosť proti výbuchu-prenášača úrovne diferenčného tlaku musí tiež spĺňať normu Ex d IIC T4, aby vyhovovala bezpečnostným predpisom pre výbušné plynné atmosféry. Okrem toho sa odporúča nainštalovať do systému online monitorovacie body koncentrácie vodíka, aby sa ďalej zvýšila prevádzková bezpečnosť.
Tlak v práčke a meranie hladiny kvapaliny
Meranie tlaku a hladiny kvapaliny pre práčky tiež používa membránovú prírubovú-štruktúru. Vnútorným médiom nie je len voda, ale komplexný viacfázový systém zložený z vody alebo zriedenej alkalickej kvapaliny (prípadne obsahujúcej KOH), vodíka/kyslíka, alkalickej hmly a kondenzátu. Tento stav je charakterizovaný silnou korozívnosťou, vysokou vlhkosťou a sklonom ku kryštalizácii. Preto sa odporúča použiť materiál membrány Hastelloy C, aby sa zlepšila odolnosť proti korózii a anti{5}}adhézne vlastnosti, čím sa zabezpečí dlhodobá-stabilita a spoľahlivosť nástroja.
Meranie výstupného a skladovacieho tlaku plynu
Počas výstupnej fázy riadiaceho systému sa vodík a kyslík dostávajú do skladovacích alebo prepravných potrubí. Meranie tlaku v tejto fáze je kľúčové pre bezpečnosť systému a kvalitu plynu. Thetlakový vysielačna strane vodíka používa membránu z nehrdzavejúcej ocele 316L a má skutočne bezpečný dizajn. Vychádzajúc z iskrovej bezpečnosti obvodu to účinne znižuje riziko zdrojov vznietenia, kontroluje nebezpečenstvo výbuchu vo fáze návrhu, aby sa zabezpečila bezpečná a spoľahlivá prevádzka systému.
Snímač tlaku na kyslíkovej strane tiež používa membránu z nehrdzavejúcej ocele 316L. Plniaca kvapalina je inertné médium a membrána je podrobená prísnemu odmasťovaciemu ošetreniu bez -olejov, aby sa predišlo nebezpečenstvu spaľovania alebo výbuchu v prostredí obohatenom kyslíkom- a zároveň sa zabezpečilo, že čistota kyslíka spĺňa požiadavky procesu. Cieleným výberom a bezpečnostným dizajnom sa dosiahne stabilná a bezpečná prevádzka systému na výrobu elektrolytického vodného vodíka počas výstupnej fázy plynu.
Odporúčané produkty
Inteligentný prevodník tlaku MDM7000
- Vysoká presnosť: Technológia dáva silu, meranie bez hraníc. Obsahuje monosilikónový kompozitný senzor druhej{1}}generácie, ktorý dosahuje základnú presnosť ±0,075 % a ±0,05 % pre presné a spoľahlivé údaje.
- Vysoká stabilita: Konzistentný výkon, trvalo vynikajúci. Ponúka pomer tlmenia 100:1, dlhodobú-stabilitu ±0,1 % SPAN za 10 rokov, schopnosť vysokého statického tlaku až 42 MPa. Spárované s integrovaným membránovým systémom, ktorý zaisťuje stabilnú dlhodobú-prevádzku a znižuje náklady na údržbu.
- Vysoká spoľahlivosť: Dômyselný dizajn, zaručená bezpečnosť. Využíva modulárnu architektúru produktu a dvoj{1}}komorový dizajn. Pre procesy korózie a kryštalizácie je zvolená membrána Hastelloy C, ktorá úplne eliminuje riziká korózie a kryštalizácie.
- Vysoká úroveň ochrany: Viaceré certifikácie, skalo{0}}pevné zabezpečenie. Dosiahnutá certifikácia funkčnej bezpečnosti TÜV SIL2, je v súlade s NEPSI, ATEX, IECEx a ďalšími medzinárodnými- štandardmi odolnými voči výbuchu. Technológia tesnenia laserového zvárania eliminuje únikové cesty s krytím IP67, čo zaisťuje stabilnú prevádzku aj v extrémnych prostrediach.
MFE600-E Elektromagnetický prietokomer
- Stabilné a spoľahlivé údaje: Vhodné pre nepretržité dávkové meranie.
- Jednoduchá inštalácia a údržba: Žiadne krehké časti, nízke náklady na údržbu.
- Zabezpečenie domácej dodávky: Kontrolovateľné dodacie lehoty, stabilná dlhodobá-dodávka.
- Vyspelé riešenie: Široko prispôsobené pre aplikačné scenáre výroby vodíka v elektrolytickej vode.
