方形电解槽作为一种高效的水电解制氢设备,以其独特的设计和优势在新能源领域中占据了重要地位。本文将详细介绍方形电解槽的结构特点、优势、应用场景以及关键组件和操作流程。
结构特点与优势
1. 高电流密度
方形电解槽能够轻松达到10000A/㎡甚至更高的电流密度,相较于圆形电解槽的4000A/㎡,这意味着更快的制氢速度和更低的单位能耗。高电流密度不仅减少了电解液的使用量和电解槽体积,还降低了设备占地面积和投资成本。
2. 均匀的流场分布
方形电解槽采用零极距极板结构和低液阻分布式流道,使得内部流场分布均匀,流体流动直接,有效避免了电流漂移和集中现象,抑制了杂散电流的存在。
3. 高安全性
方形电解槽采用常压设计,相较于高压系统,氢气泄漏速度明显下降,提高了安全性。模块化设计使得方形槽便于分散式搬移,降低了吊装难度,检修维护也更加方便。
4. 模块化装配
方形电解槽的模块化设计提高了安装、维护和更换的便利性。单元槽之间互相独立,便于后期拆装检修。
应用场景
方形电解槽适用于多种场景,尤其是在需要高电流密度和高安全性的大规模制氢操作中表现出色。其对风电光伏等波动性电源的适应能力更强,负荷范围可达10%-120%。
1. 电解槽
- 电极:涂覆有贵金属催化剂,提升电化学反应效率。
- 隔膜:隔离氢气和氧气,允许离子通过,一般采用高性能复合隔膜。
- 槽体:具备优秀的密封性能和足够的机械强度,能在常压或微正压环境下稳定工作。
2. 电源系统
负责为电解槽供应直流电源,包括变压器和整流设备,确保电压和电流的连续稳定输出。
3. 气液分离与处理系统
- 气体分离装置:将氢气和氧气从电解液中分离。
- 气体纯化系统:进一步净化氢气,去除杂质,提高纯度。
- 液体循环系统:循环电解液,保持电解液的浓度和水平。
4. 控制系统
监控整个制氢过程,包括传感器、控制单元和执行机构,实现精确控制。
5. 辅助设备
包括管道和阀门、冷却系统、储氢设施等,确保系统的顺畅运行和安全。
电解液从碱液循环罐出发,通过液泵输送到阴极和阳极的进料总管,流入电解槽的小室。电解后,未完全反应的碱液和产生的氢气、氧气进入立式气液分离器进行分离。分离后的碱液返回循环罐,氢气和氧气则进入干燥和净化装置,经过处理后供应给用户。
方形电解槽以其高效、安全和模块化的特点,为大规模制取绿氢提供了有力的技术支持,是实现绿氢经济性的关键设备之一。
新5标方ALK低压高电密方形电解槽主要参数:
1.外形尺寸(L×W×H):1400×1200×1400
2.占地面积:1.7㎡
3.净重:650KG
4.H2产量:5Nm³/H
5.电流密度:6000-8000A/㎡
6.直流电耗:≤4.4KWh/Nm³
7.小室电压:1.8V~2.1V
8.工作压力:0.3~0.5bar
9.电解槽出口H2纯度>99.9%(干基),可根据实际需要,纯度做到99.999%
10.最高运行温度:90℃
11.负荷范围:10%~110%可调
12.电解效率95%~97%
13.无故障运行时长≥8万小时
产品主要优势:
1.生产周期短,加工成本低,主要采用精密钣金制造工艺,成型速度快
2.模块化设计,安装简单快捷,检修/维保时间短,大幅节省人力物力财力
3.小标方设计,具有一定灵活性,可根据客户需要扩展,满足市场多元化需求
4.工作压力小, 阴阳极不互通,安全性更高
5.高电密,高电解效率
6.宽功率范围,适应风光电大范围波动
原文始发于微信公众号(吉冠):方形电解槽结构优点、组件、系统操作流程介绍