Ozadje industrije
Kitajska zelena vodikova industrija vstopa v pospešeno fazo obsežnega-razvoja, ki ga poganja izvajanje strategije dvojnega-ogljika. Leta 2025 je lestvica javnih ponudb za opremo za proizvodnjo vodika za domačo elektrolitsko vodo dosegla 2.398,8 MW, kar je vsako leto--letna rast za 69,4 %, kar je rekordna vrednost. Oris »15. pet-letnega načrta«, objavljen marca 2026, izrecno poziva k »močnemu razvoju zelene vodikove energije« in postavlja vodik kot novo točko rasti, ki vodi v prihodnost. Pod političnimi smernicami se-širi uporaba vodikove energije na različnih področjih, kot sta promet in industrija. Hkrati se pričakuje, da bo delež zelenega vodika v skupni proizvodnji vodika do leta 2030 zaradi hitrega napredka tehnologije elektrolizatorjev in nenehnega zmanjševanja stroškov obnovljive energije presegel 30 %, velikost trga pa bo presegla 20 milijard juanov. Industrija vodikove energije, ki jo poganjajo politične in tržne sile, vstopa v novo stopnjo skokovitega razvoja.
Med procesom proizvodnje vodika z elektrolitsko vodo je natančen nadzor tlaka ključnega pomena za zagotavljanje varnega delovanja sistema. V elektrolizerju hkrati nastajata vodik in kisik. Vzdrževanje razumnega in stabilnega tlaka ne le preprečuje nevarnost eksplozije, ki jo povzroči povratni tok zaradi razlik v tlaku med mešanimi plini vodika in kisika, temveč tudi zagotavlja učinkovito delovanje opreme za ločevanje plinov in zanesljivo tesnjenje sistema. Spremljanje-tlaka v realnem času in dinamična regulacija sta jedro zagotavljanja varne proizvodnje vodika.
Nadzor instrumentov za proizvodnjo vodika z elektrolitsko vodo
Shematski diagram procesa sistema za proizvodnjo vodika z elektrolitsko vodo
Elektrolizer je osnovna oprema sistema za proizvodnjo vodika z elektrolitsko vodo. Kot elektrolit uporablja raztopino KOH ali NaOH in pod delovanjem enosmernega toka elektrolizira vodo, da nastane vodik in kisik. Plini (H2, O2), ki nastanejo pri elektrolizi, vsebujejo razpršeno alkalno tekočino. Najprej gredo skozi plin-separator tekočine, da odstranijo alkalno tekočino. Plini, ki izstopajo iz separatorja plin-tekočine, še vedno vsebujejo majhno količino razpršene alkalne tekočine in vodne pare. Pralnik plina lahko spere ostanke tekočine. Ločena vodik in kisik se ohladita, iz nje se odstranijo kapljice, nato pa ju kontrolni sistem pošlje ven. Tlak v separatorju vpliva na učinkovitost elektrolize. Ustrezen visok tlak lahko zmanjša vsebnost plina v elektrolitu, poveča njegovo električno prevodnost in izboljša učinkovitost elektrolize. Vendar pa previsok tlak poveča topnost vodika in kisika v elektrolitu, kar zmanjša proizvodnjo.
Točke vzorčenja tlaka vodikovega in kisikovega pralnika se uporabljajo za merjenje diferenčnega tlaka, ki odraža razliko tlaka med vodikovo in kisikovo stranjo elektrolizatorja. Če je razlika v tlaku med vodikovo in kisikovo stranjo elektrolizatorja prevelika, lahko vodik in kisik prodreta drug v drugega ter tvorita mešani plin, ki predstavlja veliko nevarnost eksplozije. Krmilnik sistema krmili izhodni regulacijski ventil na podlagi diferenčnega tlaka, da ga ohranja v varnem območju.
Za merjenje nivoja tekočine v separatorju plina-tekočine: Ko je separator plina-tekočine nameščen na višji nadmorski višini od elektrolizerja, raven tekočine v separatorju predstavlja raven tekočine v elektrolizerju. Vodik in kisik, ki nastaneta med elektrolizo, bosta povzročila postopno upadanje nivoja tekočine v plinsko-ločevalniku tekočine. Če je nivo tekočine prenizek, lahko plin vstopi v cev za odvod tekočine. Ohranjanje nivoja tekočine v separatorju plin-tekočine v varnem območju je zelo pomembno.
V zanki kroženja elektrolita se za merjenje pretoka elektrolita običajno uporablja elektromagnetni merilnik pretoka. Ker ima elektrolit (npr. raztopina KOH, NaOH) dobro električno prevodnost, dosega elektromagnetni merilnik pretoka stabilno in zanesljivo meritev. Nadzorni sistem prilagodi obtočno črpalko na podlagi signala pretoka, pri čemer ohranja pretok elektrolita v razumnem območju, s čimer zagotavlja nadzor temperature elektrolizerja in učinkovitost reakcije.
Aplikacijske rešitve za pametne tlačne oddajnike
Merjenje nivoja tekočine v separatorju in pralniku
Merjenje tlaka v separatorju
V separatorjih vodik/kisik je merjeni medij vodik ali kisik, ki ga spremljajo zapleteni pogoji, kot so vodna para, alkalna meglica in kondenzat. Za zagotovitev dolgoročnega-stabilnega delovanja je priporočljiva uporaba membrane Hastelloy C za omočene dele pametnega tlačnega oddajnika za izboljšanje odpornosti proti koroziji in zmožnosti proti-kristalizaciji. Celotna ocena-odpornosti oddajnika mora ustrezati standardu Ex d IIC T4 in mora imeti certifikat za funkcionalno varnost SIL2. Z redundantno zasnovo in mehanizmi za-varnost pred okvarami je zagotovljeno varno in zanesljivo delovanje v neobičajnih pogojih.
Merjenje nivoja tekočine v separatorju
Za merjenje nivoja tekočine v separatorjih vodika in kisika, oddaljena kapilaraoddajnik diferenčnega tlakase običajno uporablja. Izmerjeni medij je mešanica alkalne tekočine in plina (vodik/kisik), pri čemer visoko{1}}tlačna stran pride v stik z alkalno tekočino, nizko{2}}tlačna stran pa v stiku s plinsko fazo (ki vsebuje vodno paro in alkalno meglico). Da bi ustrezali tem zelo jedkim pogojem,-ki jih je-lahko kristalizirati, je priporočljiva uporaba diafragm Hastelloy C tako na strani visokega kot nizkega{6}}tlaka, da se zagotovi odlična odpornost proti alkalni koroziji in dolgoročna-obstojnost meritev. Celotna ocena-odpornosti proti eksploziji oddajnika nivoja diferenčnega tlaka mora izpolnjevati tudi standard Ex d IIC T4 za skladnost z varnostnimi predpisi za eksplozivne plinske atmosfere. Poleg tega je priporočljivo, da v sistem namestite spletne točke za spremljanje koncentracije vodika, da dodatno povečate varnost delovanja.
Merjenje tlaka v pralniku in nivoja tekočine
Merjenje tlaka in nivoja tekočine za pralnike uporablja tudi strukturo tipa membranske prirobnice-. Notranji medij ni le voda, temveč zapleten več-fazni sistem, sestavljen iz vode ali razredčene alkalne tekočine (ki morda vsebuje KOH), vodika/kisika, alkalne meglice in kondenzata. Za to stanje so značilni močna korozivnost, visoka vlažnost in nagnjenost k kristalizaciji. Zato je priporočljivo, da je material membrane Hastelloy C za izboljšanje odpornosti proti koroziji in proti-adhezijske lastnosti, kar zagotavlja dolgoročno-stabilnost in zanesljivost instrumenta.
Izhod plina in merjenje tlaka v shranjevanju
Med izhodno stopnjo krmilnega sistema vodik in kisik vstopata v skladiščne ali prenosne cevovode. Merjenje tlaka na tej stopnji je ključnega pomena za varnost sistema in kakovost plina. Thetlačni oddajnikna vodikovi strani uporablja diafragmo iz nerjavečega jekla 316L in ima samovarno zasnovo. Začenši z intrinzično varnostjo tokokroga, to učinkovito zmanjša tveganje za vire vžiga, nadzoruje nevarnost eksplozije v fazi projektiranja, da se zagotovi varno in zanesljivo delovanje sistema.
Oddajnik tlaka na strani kisika uporablja tudi membrano iz nerjavečega jekla 316L. Polnilna tekočina je inerten medij, membrana pa je podvržena strogi obdelavi brez-olja in razmaščevanju, da se prepreči nevarnost izgorevanja ali eksplozije v okolju,-obogatenem s kisikom, hkrati pa je zagotovljeno, da čistost kisika izpolnjuje zahteve procesa. S ciljno izbrano in varnostno zasnovo je doseženo stabilno in varno delovanje sistema za proizvodnjo vodika z elektrolitsko vodo med izhodno stopnjo plina.
Priporočeni izdelki
Pametni oddajnik tlaka MDM7000
- Visoka natančnost: Tehnologija daje moč, merjenje brez meja. Vsebuje drugo{1}}generacijo monosilicijevega kompozitnega senzorja, ki dosega osnovno natančnost ±0,075 % in ±0,05 % za natančne in zanesljive podatke.
- Visoka stabilnost: Dosledno delovanje, dosledno odlično. Ponuja razmerje zmanjšanja 100:1, dolgoročno-stabilnost ±0,1 % SPAN na 10 let, zmogljivost visokega statičnega tlaka do 42 MPa. V kombinaciji z integriranim membranskim sistemom zagotavlja stabilno dolgoročno-delovanje in zmanjšuje stroške vzdrževanja.
- Visoka zanesljivost: Genialna oblika, zagotovljena varnost. Uporablja modularno arhitekturo izdelka in dvo-komorno zasnovo. Za postopke korozije in kristalizacije je izbrana diafragma Hastelloy C, ki popolnoma odpravi tveganje korozije in kristalizacije.
- Visoka stopnja zaščite: več certifikatov, -trdna varnost. Dosežen certifikat funkcionalne varnosti TÜV SIL2, skladen z NEPSI, ATEX, IECEx in drugimi mednarodnimi standardi proti-eksplozije. Tehnologija tesnjenja z laserskim varjenjem odpravlja poti puščanja z oceno zaščite pred vdorom IP67, kar zagotavlja stabilno delovanje tudi v ekstremnih okoljih.
Elektromagnetni merilnik pretoka MFE600-E
- Stabilni in zanesljivi podatki: Primerno za neprekinjeno serijsko merjenje.
- Enostavna namestitev in vzdrževanje: Brez lomljivih delov, nizki stroški vzdrževanja.
- Zagotavljanje domače oskrbe: nadzorovani dobavni roki, stabilna dolgoročna oskrba-.
- Zrela rešitev: Široko prilagojena scenarijem uporabe za proizvodnjo vodika z elektrolitsko vodo.
