国内大型水电解制氢技术特点和工程应用

详细介绍国内大型水电解制氢技术特点和工程应用，如派瑞氢能（718所）：制氢站式布局，双极性压滤式结构，绝缘密封垫片的密封性能强。

国内碱性大型水电解制氢技术 特点和工程应用

• 派瑞氢能（718所）
  • 1000 制氢站式布局，双极性压滤式结构，绝缘密封垫片的密封性能强；采用硅整流替代原有的可控硅整流方式，降低了装置运行时对电网的谐波干扰，有效消除了对电网的高次谐波污染，降低了无功损耗；未经纯化前产品氢气纯度达到 99.8 %，氧气纯度达到 99.2 %，产品氢气纯化后可达到 99.999 %。
    • 1.CDQ型水电解制氢系统，较为畅销的一款设备，单台设备产氢量可达20Nm3/h-2000Nm3/h，制氢站式布局；
    • 2.所有不锈钢设备外表抛光处理，美观大方；
    • 3.电解槽采用双极性压滤式结构，绝缘密封垫片的密封性能强；
    • 4.气液处理器为框架组合式结构，流程简洁，便于安装、操作、维修；
    • 5.采用硅整流替代原有的可控硅整流方式，降低了装置运行时对电网的谐波干扰，有效消除了对电网的高次谐波污染，降低了无功损耗；
    • 6.全自动微机控制，自动化程度高，可进行远程集中管理，人机智能化界面，操作简便、安全可靠；
    • 7.产品氢气未经纯化处理前纯度可达到99.8%，氧气纯度可达到99.2%，产品氢气经过纯化处理后纯度可达99.999%。
• 考克利尔竞立
  • 1300 在大型、高电流密度、压力型碱水电解制氢关键技术研发、核心部件设计、全系统组装集成等方面在点、面、体三维开展创新，实现了多项重要技术突破。突破了高效催化剂合成的关键“点”，构建了新型镍基多元合金催化层，有效提升了工作电流密度，降低了析氢电位。突破了三相关键界“面”的解析与结构优化，颠覆了传统极板流场结构，优化了电解小室横纵维度空间布局，实现了热量、物质的高效传递。突破了大型高电密电解槽的整“体”可靠组装，提升了电解槽的高压密封性、性能均一性和运行可靠性。
    • 1.最高电流密度可达6000A/m2；
    • 2.结构紧凑外形美观；
    • 3.副电极超大的比表面积；
    • 4.优异的“软连接”结构 Perfect 5.使用寿命长久；
    • 6.全厂无石棉车间；
    • 7.氢、氧分离器等采用“覆镍合金”专利技术制造可以保证该容器在碱液和初生态氧作用下不发生晶间腐蚀和应力腐蚀，保证设备连续、稳定运行；
    • 8.结构紧凑，操作方便，设计先进，性能可靠;品质优良，产量可调:开停自由，耗电量小;安装方便，控制先进;维护简便，寿命长久;操作友好，污染为零。
• 天津大陆制氢
  • 1000 分立式循环，压力最高，运行压力最高的制氢设备为 5.0 Mpa
    • 1.可生产0.1Nm3/h～1000Nm3/h的电解水制氢设备和2Nm3/h～1000Nm3/h的气体纯化设备；
    • 2.生产压力为5.0MPa 的电解水制氢设备；
    • 3.Ni-Mo-S 复合金属涂层电解水制氢节能新材料；
• 隆基氢能
  • 1500 模块化、高电流密度设计，商用大型碱性水电解制氢设备的单台氢气制备能力达 1500 Nm 3 /h 以上水平，非石棉网的设计，对环境更加友好，同时兼顾“多台大型电解槽对应一套气液分离系统及气体纯化系统”，提高了大规模制氢工厂的集约性。分布式 IO 控制系统不仅集成度高、节约材料，还可系统全自动无人值守高效运行。标准模块集成，适应大规模解决方案。智能运维；三级控制管理：生产管理、DCS监控、PLC设备管理，连锁报警，自动化控制提升运维效率。安全稳定，一键启停、误操作自动连锁停机，保障人身安全；寿命可达20万小时。高品质，标准化生产，结构紧凑精度高，产品品质一致性。
    • 1.高性能，单台电解槽能耗满足国标一级能效的标准，单台产气量最高可达1500Nm³/h；
    • 2.高品质，标准化生产，结构紧凑精度高，产品品质一致性高；碱槽框架多对一设计，有效降低制氢单位系统成本；
    • 3.模块化，标准模块集成，适应大规模解决方案；
    • 4.智能化，智能运维；三级控制管理：生产管理、DCS监控、PLC设备管理，连锁报警，自动化控制提升运维效率；
    • 5.安全稳定，一键启停、误操作自动连锁停机：保障人身安全；寿命可达20万小时；
    • 6.对环境友好，取消石棉网设计，减少碱液对环境的污染。
• 阳光氢能
  • 1000 自主研发出 1000 Nm3/h 大型碱性水电解制氢设备、兆瓦级质子交换膜制氢系统对应的电解制氢设备，建有电解水制氢系统测试平台，满足 1000-3000 标方制氢系统测试需求。
    • 1.20%-110%宽功率工作范围，适应可再生能源波动特性；
    • 2.优化的结构与流场设计，直流电耗≤4.3 kWh/m3；
    • 3.一体化集装箱集成，模块化设计，户外直接布置，无需建造厂房，降低初始投资成本，缩短建设工期；
    • 4.闭式冷却水循环，冷凝水回收处理，实现废液零排放；
    • 5.防、护、消、泄四位一体安全设计
    • 6.全自动化控制联锁，安全冗余设计，HAZOP和LOPA分析认证
    • 7.IP54防护等级，适应各种恶劣环境
• 吉道能源
  • 1350 在水电解设备结构、电解液分配、催化剂、温控等方面均取得突破，并拥有自主知识产权，是首套室外安全防爆型的商业化碱性水电解制氢设备。该电解制氢设备制氢量达 1350 Nm 3 /h，最高可达 1500 Nm 3 /h，压力为 2.5 MPa，用地节省 50 %、厂房 90 %，并拥有多项国际领先关键指标。
    • 1.室外安全承压壳式电解槽整套技术；
    • 2.大规模高压水电解技术，单位设备投资可减少 20 %，直流能耗低于 4.2 kW·h/m 3 氢气，显著优于国家一级能效标准；
    • 3.该设备将用于制氢储能电站，接入电网控制，实现一键启动、无人值守、远程监控、设备互联等功能；
    • 4.采用了多电解室环流分布技术，电解槽运行更平稳，系统动能减少 10 %；
    • 5.电解设备采用防渗漏在线检测技术、槽体自动清洗技术、内电路降温技术。
• 国富氢能
  • 1000 膈膜表面采用高分子、无机纳米粒子修饰，降低隔膜电压降，提高电流密度及产氢率。
    • 1.全新电极加工工艺，提高析氢效率，降低能耗；
    • 2.优化3D电极结构，专业镀层加大电极表面积；
    • 3.隔膜表面采用高分子、无机纳米粒子修饰，提高亲水性、离子电导率、耐高温性能，降低隔膜电压降，并进一步提高电流密度，提高产氢量；
    • 4.密封垫高压缩回弹性能、低蠕变和低应力松弛率；
    • 5.优化极板密封面结构，改善电解槽密封性能；
    • 6.通过三维仿真手段优化槽体流场和极板气液流道设计，实现电解槽内部均匀循环，有利于产氢及时排出；
    • 7.设置在线补碱液系统，提高系统运行效率；
    • 8.通过物联网平台和大数据分析，为系统制定最优检修运维服务；用户可通过PC端或手机端APP软件，在线读取系统相关数据，检测系统运行状况。
• 深圳凯豪达
  • 1200 自主研发生产出0.1- 1000 Nm3/h 大型水电解制氢设备，采用新型廉价金属合金催化剂，采用三维纳米电极和新槽体设计，增大了反应接触面积和气泡排放，提高反应速率。
    • 1.采用新型廉价金属合金催化剂，克服了传统贵金属催化剂价格昂贵、供应不可持续的难题，大幅度降低了电解水制氢装置的成本;
    • 2.采用三维纳米电极和新槽体设计，增大了反应接触面积和气泡排放，提高反应速率。新型电解水制氢装置较传统设备产氢效率明显提高，设备成本显著降低。
• 中电丰业
  • 1200 设备所产出的氢气纯度高达99.9999%，露点可以达到-70°C。负荷适应性强，0-100%可调操作压力和产量在额定值以下连续可调。电解槽体为双极性压滤式板框结构，采用特殊密封结构和材料，长期运行无渗漏。每一套制氢系统出厂前均已组装完成，采用集成式框架结构，方便运输与现场简单快速安装。
    • 1.超纯氢气：该设备所产出的氢气纯度高达99.9999%，露点可以达到-70°C；
    • 2.负荷适应性强，0-100%可调操作压力和产量在额定值以下连续可调；
    • 3.副产品为氧气，其纯度未经处理达到99.2%以上；
    • 4.系统实时在线监测氢氧纯度，这一功能将延长设备的使用寿命，大幅减少维护量和替换成本；
    • 5.电解槽体为双极性压滤式板框结构，采用特殊密封结构和材料，长期运行无渗漏；
    • 6.按需求产气：压力最高可达480psig (32barg)；
    • 7.安装简便：每一套制氢系统出厂前均已组装完成，采用集成式框架结构，方便运输与现场简单快速安装；
    • 8.过程控制严格：每套设备的设计、材料的选用和加工严格控制，确保都高于用户的需要；
    • 9.客户定制设计，安全、无人值守运行。
• 深圳瑞麟科技
  • 投产500；拥有500-1000完整工艺和生产能力
  • 制氢设备采用模块化设计，使得现场的集成和维护工作更加简便，制氢设备采用框架式结构，运输与安装方便快捷。安全，无人值守运行，高清触摸屏操作界面，全系统采用无火花本案元件。系统配有不间断电源（UPS），确保意外断电时系统可控。可选配远程监控和运行功能。
    • 1.超纯氢气，该设备所生产出的氢气纯度高达99.998%；
    • 2.模块化设计，KL系列制氢设备采用模块化设计使得现场的集成和维护工作更加简便，制氢，设备采用框架式结构，运输与安装方便快捷；
    • 3.安全，无人值守运行，PLC带10” 高清触摸屏操作界面，系统运行时内部含有最少量的气体，全系统采用无火花本案元件。系统配有不间断电源（UPS），确保意外断电时系统可控；
    • 4.按需求产气，压力最高可达1.6MP （16 bar），最高产气量为500NM3/H；
    • 5.出厂前整机实验，每套设备出厂前必须经过完整的工厂检测，确保符合行业标准，并高于工业质量和安全标准。
• 苏州希倍优氢能
  • 1400（2022年8月）
  • 结构紧凑，科技电解槽设计，外形尺寸更小，性能可靠。PLC自动控制，实时数据监控，运行效率直观。一键启停，保障人身安全，易于管理和维护。采用新型隔膜材料，以经济的能耗保持系统运行。 系统采用全新的“一体化双极板结构”，使得电极表面的电位-电流分布更均匀，电子导体的欧姆损耗更小，同等电流下直流能耗更低。同时，希倍优氢能设计了更全面的安全连锁系统，还对后处理、智能控制系统进行了升级优化。"
    • 1.结构紧凑，科技电解槽设计，外形尺寸更小，性能可靠；
    • 2.智能控制，PLC自动控制，实时数据监控，运行效率直观；
    • 3.安全可靠，一键启停，保障人身安全，易于管理和维护；
    • 4.能耗友好，采用新型隔膜材料，以经济的能耗保持系统运行；
    • 5.直流能耗4.3KW•h/Nm³，交流能耗4.8KW•h/Nm³，电解槽工作压力1.6MPa，氢气纯度：≥99.7%，氧气纯度：≥98.5%。
• 湖南氢氢松松
  • 500 3.8度/标方的直流电耗，大幅降低了电解槽电耗水平，并实现了三分钟快速启动，克服了碱性电解槽启动时间长的难题。
    • 1.在2000安培工况下，直流电耗可低至3.8度/标方；
    • 2.快速启动，将启动时间从1-2小时缩短至3分钟。
• 温州高企氢能
  • 1000 非金属极框式碱性水电解制氢设备，属于国内首创，具有氢气纯度高、秒级起动快、产气能耗低、抗腐蚀性强、使用寿命长、产品设备重量轻体积小、生产成本低等独特优点。氢气出口纯度高达99.999%，常压露点低至-75以下并且氢气出口压力可高达3.2Mpa。
    • 1、电解槽：采用全新结构设计，极间电压，电流密度，单位产量氢气的能耗低；
    • 2、气液分离器：优化了上一代产品的结构，占用空间更小，气液分离效果好；
    • 3、防爆要求：因是生产氢气的设备，故配件均采用防爆设计。另外配件可根据用户要求使用指定品牌；
    • 4、设备结构：可一体式可拼接，方便客户使用，也可做集装箱式；
    • 5、管道：均采用SS304不锈钢管，且采用活接形式连接，改变了传统法兰笨重、体积庞大的弊端，减少用户后期维护的成本并且使得设备空间更加合理，减少占地面积；
    • 6.CHO-50以下的设备可做箱体一体式结构，CHO-50以上的电解槽需单独放置，气液分离装置可做箱体一体式结构。
• 中国华电氢能
  • 1200 单机产氢量、电解效率、电流密度等主要技术指标达到国际先进。直流能耗指标小于4.6千瓦时每标方氢气。在1.6MPa运行压力下，电解槽的额定产氢量达到1200标方每小时。自主研发的单面焊双面焊缝成型工艺，实现国内首创。
    • 1.运行电流密度提高约30%；
    • 2.整体重量减少近10%；
    • 3.直流能耗指标小于4.6千瓦时每标方氢气；
    • 4.在1.6MPa运行压力下，电解槽的额定产氢量达到1200Nm³/h；
    • 5.自主研发的单面焊双面焊缝成型工艺，实现国内首创；
    • 6.采用自动化卷对卷连续化生产工艺，建成的气体扩散层产线，产品宽幅最大1.2m，电阻、气通量、拉伸强度等性能达到或超过国内外同类产品水平；
• 奥扬科技公司
  • 1200 目前山东省单槽产能最大的电解水制氢装备，填补了国内碱式电解水制氢技术的多项空白。凭借7项突破性技术专利，在降低能耗、提高电解效率、增强安全防护、延长设备使用寿命等方面取得了9大创新突破。
    • 1.比传统水电解制氢成本下降20%；
    • 2.系统寿命提升30%；
    • 3.冷启动时间节省30%；
    • 4.安全、效率、寿命三方面领先行业同类产品。
• 江苏双良新能源装备
  • 1000 由双良自主研发的“绿电智能制氢系统”，分为“高性能电解槽、气液分离装置、纯化装置和电源”四大核心部分，具有制备量大、智能、安全、可靠等显著优势，采用高电流密度设计的电解槽最大制备量可达1000Nm³/h，通过气液分离装置将碱液沉降分离后，经过提纯的氢气纯度可达到99.9999%以上。
    • 1.采用成熟稳定的碱性电解槽技术，稳定运行工况下电流密度3000-4000A/m²；
    • 2.氢气纯度可达 99.999% 以上；
    • 3.采用先进的电源技术及能量优化算法，更能适应波动性较大的绿电（光伏、风能等）制氢，保证系统稳定及能量利用最大化；
    • 4.自动化集成度高，实现 100%无人值守；
    • 5.采用先进制造技术和工艺，保证大型电解槽零泄漏；
    • 6.制氢系统采用高于国家标准的制造工艺和仪器仪表，安全性更好。
• 亿利洁能
  • 1000 产品转化率较行业平均指标增长20%，达到77%；单方电耗电量较行业平均指标减少0.4度电，达到4.6度/m3。亿利1000标方碱性电解槽具备能耗低、自动化强、适变性强、降本成效显著等特点。
    • 1.采用高电流密度技术，实现单槽制氢产量1000Nm3/h，能耗4.3-4.6kWh/Nm3，工作压力0.8-1.6Mpa；
    • 2.系统无人值守、全自动化运行、远程一键启停；
    • 3.系统的20-110%宽频调谐能力和快速启动能力很好地适应了可再生能源波动性的特点，从而可直接接入非并网电力；
    • 4.实现从源头降低制氢用电的费用，大幅降低绿氢成本。
• 明阳集团
  • 2000
  • 产品采用紧凑型槽体设计和特别设计的电极结构，秉承了明阳智能在风电领域一贯推进的“大型化”、“轻量化”的设计理念。 新型2000 Nm³/h碱性水电解制氢装备具有高质能比、低能耗、模块化、智能化、集成化等多方面的突出优势，将有助于推动制氢产业在科技化与经济性相融合方面迈上新台阶。 电解槽采用零极距结构，而且采用三元或四元的催化涂层，整个设备在运行过程中降低能耗。按照以前行业内的能耗来算，一立方能降0.3度电。
    • 1.装备具备10%-110%宽频调谐制氢能力，在消纳可再生能源波动性方面实现了技术突破；
    • 2.与同等级设备相比，明阳智能的新型电解槽长度缩小50%，缩减至4.45米，重量仅为55吨；
    • 3.实现电流密度4000-5000A/m2，位居国际同行业顶尖水平；
    • 4.新设备在经济性方面的优势还体现为能耗更低，以2000 Nm³/h的制氢设备为例，应用该产品后每小时可省电600KWH；
    • 5.单位产能设备投资可以减少30%；
    • 6.可实现一键式操作，无人值守。