朗盛离子交换树脂应用于氢气生产

来源:慧正资讯 2024-05-13 17:05

慧正资讯:特殊化学品公司朗盛在其Lewatit UltraPure系列中开发出了可用于PEM电解(质子交换膜电解)水处理的特殊离子交换树脂牌号。该工艺可将可再生能源产生的电能转化为氢气,被认为是可持续生产这种珍贵气体的有效方法。通过这种方式,可以更好地补偿风能和太阳能的不稳定性。

专家认为,在向氢能经济过渡的过程中,PEM 电解将发挥重要作用。与碱性电解法相比,PEM 电解法的电流密度高,可以在较小的系统中生产氢气。另一个优势是:加氢站可以直接连接到高压出口。

目前,该工艺已经发展得非常成熟,可以实现兆瓦级的高效生产。这就要求对工艺用水进行持续净化。朗盛推荐其Lewatit UltraPure 1242 MD(强碱阴离子交换树脂,SBA)、Lewatit UltraPure 1212 MD(强酸阳离子交换树脂,SAC)和Lewatit UltraPure 1295 MD离子交换树脂,这些树脂针对该应用进行了优化,以确保低TOC(总有机碳)排放。

朗盛液体净化技术(LPT)业务部门正在与知名气体生产商洽谈,以制定PEM电解厂高效水处理标准。LPT技术市场经理Hans-Juergen Wedemeyer解释说: "我们的技术专长与高性能离子交换树脂相结合,为系统的水净化过程提供了支持。初步应用测试结果可模拟工厂条件,并优化使用最先进的Lewatit UltraPure离子交换树脂。朗盛因此为可持续的、气候友好型能源供应提供了支持”。

PEM 电解将绿色电力转化为氢气

在 PEM 电解过程中,质子交换膜(PEM)被用来将水分解成氢(H2)和氧(O2)。如果这一过程所需的电力来自可再生能源,则可实现极低的二氧化碳排放量。PEM 技术采用多个水回路。此外,还不断引入清洁水源,以补偿制氢过程中的水损失。

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用于净化 PEM 电解系统工艺用水的三级抛光装置。阴离子交换模块(SBA 过滤器,Lewatit UltraPure 1242 MD SBA)、阳离子交换模块(SAC 过滤器,Lewatit UltraPure 1212 MD SAC)和混床(Lewatit UltraPure 1295 MD)。

需要高纯度水

由于矿物质和其他杂质会在很短的时间内严重损坏膜,因此脱盐水被用作工艺用水。例如,在 100 兆瓦 PEM 系统中,每小时大约需要循环 6,000 到 7,000 立方米的工艺用水,因此需要进行适当的处理。

在加工过程中,工作温度在 50 至 70 °C 之间。这会从系统组件中释放出金属和有机杂质。为了实现稳定的氢气生产和 PEM 系统的经济使用寿命,必须不断将这些杂质降至最低。朗盛利用Lewatit UltraPure树脂结合紫外线设计了一种特殊的工艺水处理方法。

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Lewatit UP(超纯水)离子交换树脂用于在使用 PEM 电解法制氢过程中持续净化水流。

离子交换器持续净化水回路

为了稳定水循环质量,约占总水量3%至6%的部分流量将在抛光装置中持续净化。朗盛建议在上游使用紫外线灯氧化有机物(TOC),然后结合使用阴阳离子交换树脂和抛光过滤器。

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