Antecedents de la indústria
Impulsada per la implementació de l'estratègia de carboni dual-, la indústria de l'hidrogen verd de la Xina està entrant en una fase accelerada de desenvolupament a gran-escala. El 2025, l'escala de licitació pública per a equips de producció d'hidrogen d'aigua electrolítica domèstica va assolir els 2.398,8 MW, un augment--interanual del 69,4%, aconseguint un màxim històric. L'esquema del "15è Pla-quinquennal" publicat el març de 2026 demana explícitament un "desenvolupament vigorós de l'energia verda de l'hidrogen" i situa l'hidrogen com un nou punt de creixement que lidera el futur. Sota l'orientació política, l'aplicació-a gran escala de l'energia de l'hidrogen en diversos camps com ara el transport i la indústria continua expandint-se. Al mateix temps, impulsat pels ràpids avenços en la tecnologia d'electrolitzadors i la disminució contínua dels costos de les energies renovables, s'espera que la proporció d'hidrogen verd en la producció total d'hidrogen superi el 30% el 2030, amb la mida del mercat que superi els 20.000 milions de iuans. Impulsada tant per les forces polítiques com per les forces del mercat, la indústria de l'energia de l'hidrogen està entrant en una nova etapa de desenvolupament.
Durant el procés de producció d'hidrogen d'aigua electrolítica, el control precís de la pressió és clau per garantir un funcionament segur del sistema. L'hidrogen i l'oxigen es generen simultàniament dins de l'electrolitzador. El manteniment d'una pressió raonable i estable no només evita el risc d'explosió causat pel reflux a causa de les diferències de pressió entre els gasos barrejats d'hidrogen i oxigen, sinó que també garanteix el funcionament eficient dels equips de separació de gasos i un segellat fiable del sistema. El control de la pressió-en temps real i la regulació dinàmica són la base per garantir les operacions de producció d'hidrogen segures.
Control d'instrumentació de producció d'hidrogen d'aigua electrolítica
Diagrama esquemàtic del procés del sistema de producció d'hidrogen d'aigua electrolítica
L'electrolitzador és l'equip bàsic del sistema de producció d'hidrogen d'aigua electrolítica. Utilitza la solució de KOH o NaOH com a electròlit i, sota l'acció del corrent continu, electrolitza l'aigua per generar hidrogen i oxigen. Els gasos (H2, O2) produïts a partir de l'electròlisi contenen líquid àlcali atomitzat. Primer passen per un separador de gas-líquid per eliminar el líquid alcalí. Els gasos que surten del separador de gas-líquid encara contenen una petita quantitat de líquid àlcali atomitzat i vapor d'aigua. Un depurador de gas pot rentar el líquid residual. L'hidrogen i l'oxigen separats es refreden, s'eliminen les gotes i després són enviats pel sistema de control. La pressió dins del separador afecta l'eficiència de l'electròlisi. Una alta pressió adequada pot reduir el contingut de gas a l'electròlit, millorant la seva conductivitat elèctrica i millorant l'eficiència de l'electròlisi. Tanmateix, una pressió excessiva augmenta la solubilitat de l'hidrogen i l'oxigen a l'electròlit, reduint la producció.
Els punts de mostreig de pressió del depurador d'hidrogen i el depurador d'oxigen s'utilitzen per mesurar la pressió diferencial, reflectint la diferència de pressió entre els costats d'hidrogen i oxigen de l'electrolitzador. Si la diferència de pressió entre els costats d'hidrogen i oxigen de l'electrolitzador és massa gran, pot provocar que l'hidrogen i l'oxigen s'impregnin mútuament, formant un gas barrejat que presenta un perill d'explosió important. El controlador del sistema controla la vàlvula reguladora de sortida en funció de la pressió diferencial per mantenir-la dins d'un rang segur.
Per a la mesura del nivell de líquid del separador de gas-líquid: quan el separador de gas-líquid s'instal·la a una elevació més alta que l'electrolitzador, el nivell de líquid del separador representa el nivell de líquid de l'electrolitzador. L'hidrogen i l'oxigen generats durant l'electròlisi faran que el nivell de líquid al separador de gas-líquid baixi gradualment. Si el nivell de líquid és massa baix, pot entrar gas a la canonada de sortida de líquid aigües avall. És molt important mantenir el nivell de líquid del separador de gas-líquid dins d'un rang segur.
En el bucle de circulació d'electròlits, normalment s'utilitza un mesurador de cabal electromagnètic per mesurar el flux d'electròlits. Com que l'electròlit (per exemple, la solució de KOH, NaOH) té una bona conductivitat elèctrica, el mesurador de cabal electromagnètic aconsegueix una mesura estable i fiable. El sistema de control ajusta la bomba de circulació en funció del senyal de flux, mantenint el flux d'electròlits dins d'un rang raonable, garantint així el control de la temperatura i l'eficiència de la reacció de l'electròlit.
Solucions d'aplicació per a transmissors intel·ligents de pressió
Mesurament del nivell de líquid del separador i depurador
Mesura de la pressió del separador
En els separadors d'hidrogen/oxigen, el medi mesurat és l'hidrogen o l'oxigen, acompanyat de condicions complexes com ara vapor d'aigua, boira alcalina i condensat. Per garantir un funcionament estable-a llarg termini, es recomana utilitzar un diafragma Hastelloy C per a les parts mullades del transmissor de pressió intel·ligent per millorar la resistència a la corrosió i la capacitat anti-cristal·lització. La classificació general a prova d'explosió-del transmissor ha de complir l'estàndard Ex d IIC T4 i ha de tenir la certificació de seguretat funcional SIL2. Mitjançant un disseny redundant i mecanismes-de seguretat, es garanteix un funcionament segur i fiable en condicions anormals.
Mesurament del nivell de líquid del separador
Per a la mesura del nivell de líquid en separadors d'hidrogen i oxigen, un capil·lar remottransmissor de pressió diferencials'utilitza habitualment. El medi mesurat és una barreja de líquid alcalí i gas (hidrogen/oxigen), on el costat d'alta pressió-contacta amb el líquid alcalí i el costat de baixa pressió-contacta amb la fase gasosa (que conté vapor d'aigua i boira alcalina). Per adaptar-se a aquestes condicions altament corrosives i de fàcil--cristal·lització, es recomana utilitzar diafragmes Hastelloy C tant als costats d'alta com de baixa pressió-per garantir una excel·lent resistència a la corrosió alcalina i una estabilitat de mesura-a llarg termini. La classificació general a prova d'explosió-del transmissor de nivell de pressió diferencial també ha de complir l'estàndard Ex d IIC T4 per complir amb les normes de seguretat per a atmosferes de gas explosius. A més, es recomana instal·lar punts de control de concentració d'hidrogen en línia al sistema per millorar encara més la seguretat operativa.
Mesurament de la pressió del fregador i del nivell de líquid
La mesura de pressió i nivell de líquid per a fregadors també utilitza una estructura de tipus brida de diafragma-. El medi intern no és només aigua, sinó un complex sistema multifàsic-compost per aigua o líquid alcalí diluït (possiblement que contingui KOH), hidrogen/oxigen, boira alcalina i condensat. Aquesta condició es caracteritza per una forta corrosivitat, una humitat elevada i una tendència a cristal·litzar. Per tant, es recomana que el material del diafragma sigui Hastelloy C per millorar la resistència a la corrosió i les propietats anti-adhesió, garantint l'estabilitat i la fiabilitat-a llarg termini de l'instrument.
Mesura de la pressió de sortida i emmagatzematge de gas
Durant l'etapa de sortida del sistema de control, l'hidrogen i l'oxigen entren a les canonades d'emmagatzematge o transmissió. La mesura de la pressió en aquesta etapa és crucial per a la seguretat del sistema i la qualitat del gas. Eltransmissor de pressióal costat de l'hidrogen utilitza un diafragma d'acer inoxidable 316L i adopta un disseny intrínsecament segur. A partir de la seguretat intrínseca del circuit, això redueix eficaçment el risc de fonts d'ignició, controlant el perill d'explosió en l'etapa de disseny per garantir un funcionament del sistema segur i fiable.
El transmissor de pressió del costat de l'oxigen també utilitza un diafragma d'acer inoxidable 316L. El fluid d'ompliment és un medi inert i el diafragma se sotmet a un estricte tractament lliure d'oli-i desgreixant per evitar riscos de combustió o d'explosió en un entorn enriquit-oxigen, alhora que garanteix que la puresa d'oxigen compleix els requisits del procés. Mitjançant la selecció específica i el disseny de seguretat, s'aconsegueix un funcionament estable i segur del sistema de producció d'hidrogen d'aigua electrolítica durant l'etapa de sortida del gas.
Productes recomanats
Transmissor de pressió intel·ligent MDM7000
- Alta precisió: La tecnologia potencia, mesura sense fronteres. Compta amb un sensor compost de monosilici de segona-generació, que aconsegueix una precisió bàsica de ±0,075% i ±0,05% per obtenir dades precises i fiables.
- Alta estabilitat: Rendiment constant, excel·lent constantment. Ofereix una proporció de 100:1, estabilitat-a llarg termini de ±0,1% SPAN per 10 anys, capacitat de pressió estàtica alta fins a 42 MPa. Combinat amb un sistema de diafragma integrat, que garanteix un funcionament estable-a llarg termini i redueix els costos de manteniment.
- Alta fiabilitat: Disseny enginyós, seguretat assegurada. Utilitza una arquitectura de producte modular i un disseny de doble-cambra. Per als processos de corrosió i cristal·lització, es selecciona un diafragma Hastelloy C per eliminar completament els riscos de corrosió i cristal·lització.
- Alt nivell de protecció: Múltiples certificacions,{0}}seguretat sòlida. Ha aconseguit la certificació de seguretat funcional TÜV SIL2, compleix amb NEPSI, ATEX, IECEx i altres estàndards internacionals a prova d'explosió-. La tecnologia de segellat de soldadura per làser elimina les vies de fuites, amb un grau de protecció d'entrada IP67, assegurant un funcionament estable fins i tot en entorns extrems.
Caudalímetre electromagnètic MFE600-E
- Dades estables i fiables: aptes per a la mesura contínua de lots.
- Fàcil instal·lació i manteniment: sense peces fràgils, baix cost de manteniment.
- Garantia de subministrament nacional: terminis de lliurament controlables, subministrament estable a llarg termini{0}.
- Solució madura: àmpliament adaptada per a escenaris d'aplicació de producció d'hidrogen d'aigua electrolítica.
