Βάσεις με μεμβράνη EDI της Veolia για την επεξεργασία νερού με πράσινο υδρογόνο και κυψέλες καυσίμου

Η παραγωγή πράσινου υδρογόνου βασίζεται στην ηλεκτρόλυση του νερού για τη διάσπαση του νερού σε υδρογόνο και οξυγόνο.απαιτούν προσεκτικά ελεγχόμενη ποιότητα νερού τροφοδοσίας για τη διατήρηση σταθερής λειτουργίας, προστατεύουν ευαίσθητα εξαρτήματα και μειώνουν τις απαιτήσεις συντήρησης.

Το νερό που περιέχει διαλυμένα άλατα, σκληρότητα, πυρίτιο, σίδηρο, χλωριούχο ή άλλα ιονικά μολυσματικά μπορεί να προκαλέσει προβλήματα αγωγιμότητας, μόλυνση μεμβράνης, κλίμακα ή μειωμένη απόδοση ηλεκτρολύτη.

Ένα σύστημα επεξεργασίας που συνδυάζει αντίστροφη όσμωση καιΒέολια EDI μεμβρανικές συστοιχίεςμπορεί να παράγει αποιονισμένο νερό υψηλής καθαρότητας για την κατασκευή ηλεκτρολύτη, εγκαταστάσεις παραγωγής υδρογόνου και επιλεγμένες εφαρμογές κυψελών καυσίμου.

Προκλήσεις για την ποιότητα του νερού στην παραγωγή υδρογόνου

Το νερό που χρησιμοποιείται σε συστήματα ηλεκτρολύματος μπορεί να περιέχει:

• Σκληρότητα ασβεστίου και μαγνησίου

• Ιόντα νατρίου και καλίου

• Χλωρίδιο και θειικό άλας

• Σιδηροπυρίδιο

• Σίδηρο και μαγγάνιο

• Διαλυμένο διοξείδιο του άνθρακα

• Επενδύσεις

• Οργανικές ρύποι

• Μικροοργανισμοί

Εάν δεν ελεγχθούν επαρκώς, αυτές οι προσμείξεις μπορεί να οδηγήσουν σε:

• Αυξημένη αγωγιμότητα νερού

• Σκέλωση σε συστατικά του συστήματος

• Η μόλυνση του νερού τροφοδοσίας με ηλεκτρολύτη

• Μειωμένη απόδοση μεμβράνης ή ηλεκτρόδου

• Μεγαλύτερη συχνότητα συντήρησης

• Αισθητή παραγωγή υδρογόνου

• Αύξηση του κόστους αντικατάστασης

• Μειωμένη λειτουργική απόδοση

• Πιο συχνές διακοπές λειτουργίας του συστήματος

Η κύρια πρόκληση για τους παραγωγούς υδρογόνου είναι:

Πώς να παρέχεται σταθερό νερό υψηλής καθαρότητας στον ηλεκτρολύτη, ενώ ταυτόχρονα ελέγχονται το λειτουργικό κόστος, η κατανάλωση χημικών ουσιών και η συντήρηση του εξοπλισμού.

Πώς λειτουργούν οι συσκευές μεμβράνης Veolia EDI

Το EDI εγκαθίσταται συνήθως μετά από αντίστροφη όσμωση ως τελικό στάδιο αποιονισμού ή γυαλισμού.

Η διαδικασία θεραπείας συνήθως λειτουργεί ως εξής:

1. Η προεπεξεργασία απομακρύνει τα στερεά υλικά, το χλώριο, τη σκληρότητα και άλλες μολυσματικές ουσίες.

2. Η αντίστροφη όσμωση απομακρύνει τα περισσότερα διαλυμένα άλατα και οργανικές ακαθαρσίες.

3. Το RO διαπερνά το βύσμα της μεμβράνης Veolia EDI.

4. Το μέσο ανταλλαγής ιόντων αιχμαλωτίζει τα υπόλοιπα κατιάνια και ανιόντα.

5. Ένα εφαρμοσμένο ηλεκτρικό πεδίο μετακινεί ιόντα μέσα από ιόντα επιλεκτικές μεμβράνες.

6. Το νερό του προϊόντος αφήνει τα αραιωμένα τμήματα με σημαντικά μειωμένη ιοντική περιεκτικότητα.

7. Το συμπυκνωμένο νερό μεταφέρει τα απομακρυσμένα ιόντα μακριά από την ροή του προϊόντος.

Μια τυπική ροή διαδικασίας είναι:

Ακατέργαστο νερό → Προεπεξεργασία → Αντίστροφη όσμωση → Βέολια EDI Membrane Stack → Τελική διήθηση ή υπεριώδης επεξεργασία → Υψηλής καθαρότητας δεξαμενή νερού → Ηλεκτρολύτης

Η τελική διαμόρφωση εξαρτάται από την τεχνολογία του ηλεκτρολύτη, τις απαιτήσεις του κατασκευαστή, τη σύνθεση του νερού τροφοδοσίας, την απαιτούμενη αγωγιμότητα, τον ρυθμό ροής και την κλίμακα του έργου.

Εφαρμογές στη βιομηχανία υδρογόνου

Ηλεκτρολύτες PEM

Οι ηλεκτρολύτες PEM απαιτούν γενικά νερό υψηλής καθαρότητας για την προστασία της μεμβράνης ανταλλαγής πρωτονίων, των στρωμάτων καταλύτη και των συσχετιζόμενων εξαρτημάτων του συστήματος.Το EDI μπορεί να χρησιμοποιηθεί κατ' ευθείαν από την RO για να γυαλίσει το νερό πριν εισέλθει στον κύκλο του ηλεκτρολύτη.

Αλκαλικοί ηλεκτρολύτες

Τα αλκαλικά συστήματα απαιτούν επίσης ελεγχόμενη ποιότητα νερού για να περιορίσουν τη μόλυνση, την κλίμακα και το ανεπιθύμητο ιονικό φορτίο.Η ακριβής προδιαγραφή νερού εξαρτάται από τον κατασκευαστή του ηλεκτρολύτη και τις συνθήκες λειτουργίας.

Συστήματα κυψελών καυσίμου

Τα συστήματα κυψελών καυσίμου μπορούν να χρησιμοποιούν αποιονισμένο νερό για υγρασία, ψύξη ή σχετικές εφαρμογές ισορροπίας των εγκαταστάσεων.Οι τελικές απαιτήσεις ποιότητας του νερού πρέπει να επιβεβαιώνονται με τον κατασκευαστή του εξοπλισμού..

Υποδομή ανεφοδιασμού υδρογόνου

Οι εγκαταστάσεις παραγωγής και ανεφοδιασμού υδρογόνου ενδέχεται να απαιτούν νερό υψηλής καθαρότητας για την ηλεκτρόλυση επί τόπου και τον βοηθητικό εξοπλισμό.Τα μονωτικά συστήματα EDI μπορούν να υποστηρίξουν έργα κατανεμημένου υδρογόνου όπου απαιτείται σταθερή ποιότητα νερού.

Πλεονεκτήματα της χρήσης EDI για έργα πράσινου υδρογόνου

Σταθερή παραγωγή νερού υψηλής καθαρότητας

Το EDI μπορεί να απομακρύνει συνεχώς τα υπολειπόμενα ιόντα από την διείσδυση του RO και να παρέχει σταθερή ποιότητα νερού για τη λειτουργία του ηλεκτρολύτη.

Μειωμένη χημική αναγέννηση

Σε αντίθεση με τα συμβατικά συστήματα ανταλλαγής ιόντων,Το EDI έχει σχεδιαστεί για συνεχή ηλεκτρική αναγέννηση και συνήθως δεν απαιτεί τακτική αναγέννηση οξέος και καυστικού κατά τη διάρκεια της κανονικής λειτουργίας..

Κατώτερες απαιτήσεις χειρισμού χημικών ουσιών

Η μείωση της κατανάλωσης χημικών μπορεί να απλοποιήσει την αποθήκευση, τον χειρισμό, τις διαδικασίες ασφαλείας και τη διαχείριση των λυμάτων σε εγκαταστάσεις παραγωγής υδρογόνου.

Βελτιωμένη προστασία από ηλεκτρολύτες

Το νερό υψηλής καθαρότητας συμβάλλει στη μείωση του κινδύνου κλίμακας, ιονικής μόλυνσης και εναποθέσεων μέσα στα κυκλώματα νερού και τα εξαρτήματα του ηλεκτρολύτη.

Αυτοματοποιημένη λειτουργία