大功率碱性水电解制氢设备生产关键工艺研究

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作者 王伟 王雪丽 《科学技术创新》 2025年第5期49-52,共4页

“双碳”目标下,如何实现深度脱碳,加快能源转型成为我国面临的首要问题。氢能做为高能量密度且无污染的二次洁净能源,在国家能源战略方面获得重要许可。本文充分关注和加强水电解制氢核心设备——碱性电解槽的工艺管理和控制,分析碱性... “双碳”目标下,如何实现深度脱碳,加快能源转型成为我国面临的首要问题。氢能做为高能量密度且无污染的二次洁净能源,在国家能源战略方面获得重要许可。本文充分关注和加强水电解制氢核心设备——碱性电解槽的工艺管理和控制,分析碱性电解槽的基本原理和结构特点,针对生产过程中的关键工艺特性,提出必要的工艺措施,保证产品稳定运行。 展开更多

关键词 水电解制氢 碱性电解槽 关键工艺 生产

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碱性水电解制氢装置模型研究综述

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作者 张海龙 《太阳能》 2024年第5期34-41,共8页

在大规模绿色制氢方面,碱性水电解制氢是一种相对成熟的技术,对碱性水电解制氢装置进行建模是理解、分析和优化碱性水电解制氢过程及相关设备的有效途径。目前,虽然存在多种研究碱性水电解制氢装置的模型,但缺乏对模型发展现状及其存在... 在大规模绿色制氢方面,碱性水电解制氢是一种相对成熟的技术,对碱性水电解制氢装置进行建模是理解、分析和优化碱性水电解制氢过程及相关设备的有效途径。目前,虽然存在多种研究碱性水电解制氢装置的模型,但缺乏对模型发展现状及其存在问题的总结。针对碱性水电解制氢装置模型的研究进展进行了综述,首先对3种主要的水电解制氢技术进行了对比,并对碱性水电解制氢装置采用的电解槽的工作原理进行了介绍;然后从稳态模型和动态模型的角度总结了基于碱性水电解制氢装置建立的模型;最后针对碱性水电解制氢装置组成部分的研发现状进行了介绍。分析结果显示:1)3种主要的水电解制氢技术分别为碱性水电解制氢、质子交换膜水电解制氢和固体氧化物水电解制氢。2)目前商业上碱性水电解制氢装置采用的电解槽的制氢效率在59%~70%之间,许多研究都集中在通过改变电解槽运行条件和创新其相关部件来提高其制氢效率方面。3)碱性水电解制氢装置的稳态模型主要包括热力学模型和电化学模型,动态模型一般包括气体纯度模型和热模型。研究结果可为进一步改进碱性水电解制氢装置建模提供理论和技术支撑。 展开更多

关键词 氢气 碱性水电解制氢 水电解制氢 电解槽 气体纯度

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水电解制氢装置宽功率波动适应性研究 被引量：18

3

作者 宁楠 《舰船科学技术》 北大核心 2017年第6期133-136,共4页

随着风电行业的迅猛发展,对风能源的转化有了迫切需求,对能源转化系统的风电波动性适应提出了更高要求。氢气作为清洁的"新能源"成为消化弃风的最佳选择。利用调整各工艺参数的方法,研究传统水电解制氢装置在风电宽功率波动... 随着风电行业的迅猛发展,对风能源的转化有了迫切需求,对能源转化系统的风电波动性适应提出了更高要求。氢气作为清洁的"新能源"成为消化弃风的最佳选择。利用调整各工艺参数的方法,研究传统水电解制氢装置在风电宽功率波动条件下的适应性,并探索相关解决方法。为水电解制氢装置的进一步改进提供支持,为微电网风电耦合制氢及氢能综合利用提供理论依据。 展开更多

关键词 风电 水电解制氢 宽功率波动

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碱性水电解制氢系统建模综述及展望 被引量：23

4

作者 李洋洋 邓欣涛 +4 位作者 古俊杰 张涛 郭斌 杨福源 欧阳明高 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第4期567-582,共16页

本文中以建模为重点对碱性水电解制氢系统的现状与展望进行综述。首先,对水电解制氢多种方式进行了对比分析,并重点阐述了碱性水电解制氢系统现状:碱性水电解制氢技术存在投资成本低、寿命长、规模大的特点,是现阶段实现“碳达峰”目标... 本文中以建模为重点对碱性水电解制氢系统的现状与展望进行综述。首先,对水电解制氢多种方式进行了对比分析,并重点阐述了碱性水电解制氢系统现状:碱性水电解制氢技术存在投资成本低、寿命长、规模大的特点,是现阶段实现“碳达峰”目标的重要手段。接着,在碱性水电解制氢系统建模方面定量地深入分析了电解槽能耗、气体纯度和温度与系统控制的影响机制。本研究为碱性水电解制氢技术的发展提供理论和技术支撑。 展开更多

关键词 碱性水电解制氢 动态响应 系统建模与控制 气体纯度

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水电解制氢装置液位偏差成因及其处理措施 被引量：2

5

作者 修凯 王志 白峰 《舰船科学技术》 北大核心 2006年第2期99-101,共3页

就水电解制氢装置液位控制原理进行了说明,分析了分离器液位偏差过大对设备运行安全的危害及可能造成液位偏差的原因,提出了提高液位控制可靠性的措施以及一旦液位失控应采取的安全措施。

关键词 水电解制氢装置 液位控制 液位偏差原因 液位联锁

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用制订能效标准来促进水电解制氢装备的技术升级 被引量：2

6

作者 张碧航 张祥春 吴金兰 《中国标准化》 2015年第S1期102-105,共4页

国标《水电解制氢系统能效限定值及能效等级》(简称能效标准)正在修订中,水电解制氢工艺优势明显,但由于能耗较高,这一技术的应用受到了限制。能效标准的制订能起到对高能耗、低能效产品进行制约,对低能耗、高能效的产品进行激励的作用... 国标《水电解制氢系统能效限定值及能效等级》(简称能效标准)正在修订中,水电解制氢工艺优势明显,但由于能耗较高,这一技术的应用受到了限制。能效标准的制订能起到对高能耗、低能效产品进行制约,对低能耗、高能效的产品进行激励的作用,并促使企业进行技术革新,产品升级换代的作用。随着可再生能源的兴起,水电解能效标准的编制显得尤为重要,制订本标准也是顺应时代潮流之举。 展开更多

关键词 氢气 水电解制氢 能耗 能效标准 可再生能源

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水电解制氢站工程设计中安全问题的探讨 被引量：3

7

作者 王振升 王莉莉 +1 位作者 张琳叶 魏光涛 《河北化工》 CAS 2012年第3期73-75,共3页

为了最大程度避免水电解氢气站火灾、爆炸事故的发生,在现行水电解制氢站相关设计规范的基础上,提出了规范中未要求的三点工程设计安全措施,并对该类措施实施增加的投资成本与无对应安全措施所造成的事故成本进行了分析比较。在现有设... 为了最大程度避免水电解氢气站火灾、爆炸事故的发生,在现行水电解制氢站相关设计规范的基础上,提出了规范中未要求的三点工程设计安全措施,并对该类措施实施增加的投资成本与无对应安全措施所造成的事故成本进行了分析比较。在现有设计规范的基础上,通过该类安全措施使得水电解氢气站设计达到无安全隐患的指标,可最终实现安全生产的目的。 展开更多

关键词 水电解制氢 制氢站 工程设计 安全措施 安全生产

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PEM水电解制氢原理与研究方向 被引量：2

8

作者 王雪泽 韩欢欢 +2 位作者 李黎明 朱艳兵 袁先明 《现代盐化工》 2022年第1期30-31,共2页

质子交换膜(PEM)作为电解槽膜电极的核心部件,性能的好坏直接决定电解槽的性能和使用寿命,是电解槽研究的重点方向。电化学催化剂的开发和利用对电解槽性能的提升也至关重要。着重介绍了PEM水电解制氢的原理,详细地阐述了PEM电解槽的发... 质子交换膜(PEM)作为电解槽膜电极的核心部件,性能的好坏直接决定电解槽的性能和使用寿命,是电解槽研究的重点方向。电化学催化剂的开发和利用对电解槽性能的提升也至关重要。着重介绍了PEM水电解制氢的原理,详细地阐述了PEM电解槽的发展方向。 展开更多

关键词 PEM 水电解制氢 膜电极 催化剂

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水电解制氢技术的进展及其在煤制甲醇中的应用 被引量：14

9

作者 李琼玖 王建华 +1 位作者 李德宽 赵月兴 《中外能源》 CAS 2008年第3期35-42,共8页

介绍了水电解制氢的传统工艺和水电解制氢研究开发动态和发展趋势,展示了太阳能光解水制氢和太阳能光催化水解制氢的研究进展。重点提出了水电解制氢在煤炭气化制甲醇工艺中的应用。介绍了煤气化配水电解氢制甲醇的基本原理,提出了水电... 介绍了水电解制氢的传统工艺和水电解制氢研究开发动态和发展趋势,展示了太阳能光解水制氢和太阳能光催化水解制氢的研究进展。重点提出了水电解制氢在煤炭气化制甲醇工艺中的应用。介绍了煤气化配水电解氢制甲醇的基本原理,提出了水电解生产流程,并进一步提出了此工艺的工程设想,建议采用壳牌煤气化工艺(SCGP)配水电解氢合成甲醇联产流程,其优点是可实现煤炭中碳元素组分的充分利用,免去传统甲醇工艺中大量的CO2排放。最后建议对该创新工艺设想进行循序渐进的开发,以尽快实现工业化推广应用。 展开更多

关键词 水电解制氢工艺 粉煤气化 甲醇CO2零排放

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水电解制氢系统标准化现状与建议 被引量：2

10

作者 高翔 田家彬 +5 位作者 赵登利 苗云涛 夏海龙 宋超 高超 谢淑贤 《中外能源》 CAS 2023年第10期19-22,共4页

水电解制氢系统作为将可再生能源电力转换为氢气的重要工具,是我国“绿氢”来源的重要方式之一,其安全、快速、规范的发展离不开标准体系的支撑。截至2022年底,与水电解制氢系统相关的国家标准、团体标准、地方标准、行业标准共计有18项... 水电解制氢系统作为将可再生能源电力转换为氢气的重要工具,是我国“绿氢”来源的重要方式之一,其安全、快速、规范的发展离不开标准体系的支撑。截至2022年底,与水电解制氢系统相关的国家标准、团体标准、地方标准、行业标准共计有18项,明确了水电解制氢系统的安全要求、技术要求、能效等级、评价方法等,有效引导了水电解制氢系统的技术革新、安全生产和试验检测等,中国水电解制氢系统标准化建设取得阶段性成果。现阶段,我国适应风光可再生能源规模化制氢需求的水电解制氢系统尚处于示范应用阶段,标准的适应性不足、关键零部件标准缺失等是制约水电解制氢系统规范安全发展的重要原因。随着水电解制氢系统的规模化发展,提高标准适应性、加强完善细分领域标准化建设、开展可再生能源耦合水电解制氢标准建设等成为行业需要共同解决的问题。 展开更多

关键词 水电解制氢系统 标准化建设 能效等级 评价方法 标准适应性 绿氢

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天然气制氢、甲醇制氢与水电解制氢的经济性对比探讨 被引量：34

11

作者 王周 《天然气技术与经济》 2016年第6期47-49,共3页

氢气作为无碳绿色新能源是应对日趋严峻环境危机和构建清洁低碳能源体系的重要载体。目前天然气、甲醇、水制氢是最有竞争力的技术手段,但生物能、太阳能、风能等可再生能源制氢是未来的趋势。对天然气制氢、甲醇制氢及水电解制氢进行... 氢气作为无碳绿色新能源是应对日趋严峻环境危机和构建清洁低碳能源体系的重要载体。目前天然气、甲醇、水制氢是最有竞争力的技术手段,但生物能、太阳能、风能等可再生能源制氢是未来的趋势。对天然气制氢、甲醇制氢及水电解制氢进行了对比探讨,分别从技术特点、制氢纯度、场地要求、投资规模、运行费用及制氢成本等方面进行了分析,认为天然气制氢、甲醇制氢及水电解制氢分别适用于大、中、小规模,制氢成本依次为低、中、高,且分别受天然气价格、甲醇价格及电价影响较大。 展开更多

关键词 天然气制氢 甲醇制氢 水电解制氢 经济性

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法国的大型水电解制氢项目 被引量：1

12

《中外能源》 CAS 2020年第11期101-102,共2页

在欧盟启动新一轮推动氢气成为未来清洁燃料之一的行动之际,法国苏伊士环能公司和液化空气公司表示,希望在法国阳光普照的普罗旺斯地区建设足以为45万户家庭提供电力的太阳能场,并有足够的剩余电力可通过水电解生产氢气。氢气一部分将... 在欧盟启动新一轮推动氢气成为未来清洁燃料之一的行动之际,法国苏伊士环能公司和液化空气公司表示,希望在法国阳光普照的普罗旺斯地区建设足以为45万户家庭提供电力的太阳能场,并有足够的剩余电力可通过水电解生产氢气。氢气一部分将出售给在Fos-sur-Mer的炼油厂和化学品制造商,以减少其二氧化碳排放。 展开更多

关键词 普罗旺斯 万户 水电解制氢 二氧化碳排放 阳光普照 清洁燃料 液化空气 化学品

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中压水电解制氢工艺指标异常治理与探讨 被引量：2

13

作者 张材 《石化技术》 CAS 2018年第9期224-224,共1页

水电解制氢工艺是一种相对简便和快捷的制取氢气的技术,将直流电通入充满电解液的电解槽中,通过水分子的电化学反应,分解制取氢气与氧气。在这一制取氢气的工艺中,氢气与氧气的纯度是工艺的关键性指标。本文阐述了中压水电解制氢工艺中... 水电解制氢工艺是一种相对简便和快捷的制取氢气的技术,将直流电通入充满电解液的电解槽中,通过水分子的电化学反应,分解制取氢气与氧气。在这一制取氢气的工艺中,氢气与氧气的纯度是工艺的关键性指标。本文阐述了中压水电解制氢工艺中影响氢气与氧气纯度的主要因素,从系统、工况和电解槽三个角度分析了中压水电解制氢工艺指标异常的治理措施。旨在通过本文的研究,明确中压水电解制氢工艺中影响工艺指标的因素,并对指标异常的常见情况进行分析处理,保证制氢工艺符合相关技术标准。 展开更多

关键词 水电解制氢 指标异常 治理方法

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小型重力循环水电解制氢设备液位控制浅析 被引量：1

14

作者 马石强 《低温与特气》 CAS 2021年第4期29-31,共3页

小型重力循环水电解制氢设备是专门为解决气象用氢研发的一款小型碱性水电解制氢设备,该设备自动化程度高,操作简单。但氢氧液位自动调节平衡始终是各型号水电解制氢设备研发和使用都需要高度注意的问题。通过多设备,长时间跟踪观察,引... 小型重力循环水电解制氢设备是专门为解决气象用氢研发的一款小型碱性水电解制氢设备,该设备自动化程度高,操作简单。但氢氧液位自动调节平衡始终是各型号水电解制氢设备研发和使用都需要高度注意的问题。通过多设备,长时间跟踪观察,引起氢氧液位波动大的原因有多种,文中将液位控制原理和故障原因整理归纳,以使重力循环水电解制氢能更好的服务于用户,减少故障的发生。 展开更多

关键词 小型重力循环 水电解制氢 液位控制 液位波动

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罗格斯大学开发用于水电解制氢的新型高性能无铂电极

15

作者 张伟清 《石油炼制与化工》 CAS CSCD 北大核心 2014年第11期28-28,共1页

美国罗格斯大学的研究人员合成了嵌入钴的富氮碳纳米管（NRCNTs）,能够高效电催化析氢反应（HER）,其活性与贵金属铂接近,而且在酸性、中性或碱性介质中同样能发挥良好的性能,可以与现有的放氧催化剂（放氧催化剂在整个水分解反应中发... 美国罗格斯大学的研究人员合成了嵌入钴的富氮碳纳米管（NRCNTs）,能够高效电催化析氢反应（HER）,其活性与贵金属铂接近,而且在酸性、中性或碱性介质中同样能发挥良好的性能,可以与现有的放氧催化剂（放氧催化剂在整个水分解反应中发挥着关键作用）共同使用。该材料采用简单、易放大的合成路线,将嵌入Co2＋的石墨氮化碳进行热处理,原料为廉价的双氰胺和CoCl2。 展开更多

关键词 水电解制氢 铂电极 性能 大学 开发 氧催化剂 合成路线 CoCl2

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粉煤气化加水电解制氢年产120万t甲醇

16

《煤炭工程》 北大核心 2006年第12期47-47,共1页

本项目建设地在四川最大的无烟煤煤田，储量丰富、集中、可靠，已探明煤炭总储量35．8亿t。项目分两期建设：一期年产煤制甲醇60万t；二期年产甲醇（加水电解制氢）60万t。已完成了规划、可研、选址等前期准备工作。

关键词 水电解制氢 煤制甲醇 粉煤气化 前期准备工作 项目建设 无烟煤 储量 煤炭

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大功率水电解制氢电源分析与选型

17

作者 李君 詹衍东 +2 位作者 张洪阳 柯红海 时振堂 《炼油技术与工程》 CAS 2022年第7期38-42,47,共6页

石化企业不断开展大规模绿氢项目建设,电源是制氢系统的重要设备。大规模制氢电源整流器会产生谐波,谐波的处理方式决定了制氢电源的构成,进而影响电源设备选型。文中推导了三相桥式整流器谐波与基波幅值关系,分析了交流电抗对谐波含量... 石化企业不断开展大规模绿氢项目建设,电源是制氢系统的重要设备。大规模制氢电源整流器会产生谐波,谐波的处理方式决定了制氢电源的构成,进而影响电源设备选型。文中推导了三相桥式整流器谐波与基波幅值关系,分析了交流电抗对谐波含量的影响以及12,18,24脉波整流电源谐波消去原理,移相变压器构成方式和高次谐波残流原因。多脉波整流器增加了移相变压器和整流桥,可降低谐波含量,变压器绕制精度会影响谐波处理效果。对某在建项目选型方案进行了仿真计算,与6脉波整流器的电流谐波畸变率相比,12脉波整流器降低了约55%,24脉波整流器降低了约80%。综合考虑,12脉波整流器电源方案的谐波含量低,整流变压器产品成熟,最终采纳该方案。 展开更多

关键词 大功率 水电解制氢 电源 整流器 多脉波整流 谐波分析

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水电解制氢效率能耗双突破

18

《低温与特气》 CAS 2009年第6期39-39,共1页

关键词 水电解制氢 能耗降低 固体聚合物电解质 会员代表大会 制氢技术 自主知识产权 气体工业 中国工业

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基于AB PLC的新型槽温控制策略在水电解制氢设备中的应用

19

作者 姜朔 王晓慧 +2 位作者 龚剑 孙俊凯 赵振 《河南科技》 2023年第17期5-9,共5页

【目的】水电解制氢设备在运行时,电解槽出口温度是决定电解槽能耗的重要参数。当前槽温控制法是通过设定槽入口温度值来控制冷却水流量的,无法适应风电、光电制氢过程中宽功率波动的工况,有必要对其进行改进。【方法】提出一种基于AB ... 【目的】水电解制氢设备在运行时,电解槽出口温度是决定电解槽能耗的重要参数。当前槽温控制法是通过设定槽入口温度值来控制冷却水流量的,无法适应风电、光电制氢过程中宽功率波动的工况,有必要对其进行改进。【方法】提出一种基于AB PLC的新型槽温控制方法,该方法能将复杂的控制过程转换成温度控制功能块,用户无须知道底层逻辑,可根据设计的引脚功能关联相应变量,从而完成对槽温的控制。【结果】该方法能满足制氢设备的正常工作需求,且具有可移植性高、应用方便、集成性高等优点。【结论】测试结果表明,应用该策略的水电解制氢设备使用性能良好,在宽功率波动的工况下能实现对槽温的稳定控制,在风电和光电制氢行业中具有良好的应用前景。 展开更多

关键词 水电解制氢 槽入口温度 槽出口温度 槽温控制 PLC

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水电解制氢设备低电耗浅析

20

作者 谭镇远 《信息技术》 2000年第2期36-37,共2页

关键词 水电解制氢设备 电耗 氢气

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