تولید هیدروژن از آب

تولید گاز هیدروژن با خلوص بالا به روش الکترولیز آب تجزیه آب به اکسیژن و هیدروژن

تولید هیدروژن از آب به عنوان یکی از عناصر تشکیل دهنده این مایع قابل دسترس یکی از گزینه های اصلی تولید گاز هیدروژن از دیرباز بوده است. الکترولیز نیز یکی از فرایندهای آزموده شده و موفق در این زمینه در مقیاس آزمایشگاهی بوده است. ولی از زمان تولید هیدروژن در مقیاس صنعتی به وسیله فرایند الکترولیز مدت زیادی نمی گذرد. زیرا فناوری تولید هیدروژن از طریق الکترولیز در قالب پکیج های صنعتی از پیچیدگیهای فراوان برخوردار است. کنترل فرایند، انتخاب آلیاژهای مناسب و شناسایی شرایط بهینه عملیاتی تنها بخشی از دشواریهای ساخت این واحد ها می باشد. 

الکترولیز آب با کیفیت مشخص شده با هدف تجزیه آب به عناصر سازنده آن یعنی اکسیژن و هیدروژن انجام می گیرد. انرژی هیدروژنی در فرایند ااکترولیز از یک جریان الکتریکی مستقیم و دو الکترود استفاده می شود. منبع جریان الکتریکی با جریان تولید هیدروژن از آب دریا مستقیم به دو الکترود موجود در آب متصل می شود که طی این فرایند، آب تجزیه شده و گاز هیدروژن در کاتد روش های تولید هیدروژن و گاز اکسیژن در آند تولید می گردند. گاز هیدروژن تولیدی، دو برابر میزان اکسیژن بوده و هر دو گاز متناسب انرژی هیدروژنی با کل شارژ الکتریکی هستند که وارد آب می گردند. الکترولیز آب خالص، انرژی بسیار زیادی لازم دارد ژنراتور هیدروژن و بدون این انرژی زیاد، عمل الکترولیز بسیار آهسته صورت می گیرد. این عمل با افزودن یک الکترولیت (مانند نمک،اسید استخراج هیدروژن از آب یا باز) سریعتر انجام می پذیرد و دارای مزایایی همچون بهتر شدن کیفیت آب به دلیل تولید اکسیژن پس الکترولیز صنعتی آب از تصفیه آب است.

در دستگاههاي الكتروليز دو قطبي، جايي كه آب خالص(DM) به دو گاز H2 و O2 تبديل ميشود ( هيدروژن تولید هیدروژن صنعتی آزمایش الکترولیز آب در سمت كاتد و اكسيژن در سمت آند تجمع مييابد) گازهاي اكسيژن و هيدروژن انتقال يافته پس از خنك شدن توسط مبدلهاي حرارتي از الكتروليت جدا ميشوند.

هيدروژن حاصل از اين مرحله ژنراتور هیدروژن خالص حاوي مقداري رطوبت و ناخالصي اكسيژن (1/0-2/0 درصد ) مي باشد، بنابراين جهت دستيابي به خصوص بالاتر و ساخت دستگاه الکترولیز آب كاهش غلظت اکسیژن ميتوان هيدروژن را از ميان كاتاليست پلاتينيم عبور داده و اكسيژن آنرا تا  1 تولید هیدروژن به روش الکترولیز ppm كاهش داد.

هچنين جهت حذف رطوبت گاز هيدروژن، مي توان با عبور گاز از غربالهاي مولكولي نقطه شبنم استخراج هیدروژن از آب گاز را به حداقل مقدار ممكن رساند.

شرکت مهندسی فران، پکیج های تولید هیدروژن به روش الکترولیز را با توجه تولید هیدروژن از آب به مزایای ذیل از با همکاری شرکتهای پیشگام صاحب تکنولوژی پیشنهاد می نماید:

مصرف انرژي پايين

در طراحی واحدهاي يوتيليتي، مصرف انرژي همیشه به عنوان یکی از ملاحظات اصلي مطرح مي باشد. از اين رو ژنراتور هیدروژن خالص شركت فران پكيجهاي توليد هيدروژن را با طرحي مناسب جهت به حداقل رساندن ميزان مصرف انرژي با بالاترين تولید هیدروژن صنعتی كارائي ارائه مي نمايد. همچنين از آنجايي كه گاز توليدي توسط اين واحدها 15 بار ميباشد در اغلب تجزیه آب به اکسیژن و هیدروژن فرآيندها نيازي به كمپرسور براي افزايش فشار نیست.

عملكرد سيستم با قابلیت اطمينان بالا

عملكرد ايمن و مطمئن تولید هیدروژن از گاز طبیعی سيستم در همان فازهاي اوليه طراحي مد نظر قرار گرفته و در صورت بروز هر گونه اختلال در عملكرد روش تولید گاز هیدروژن يا كيفيت گاز توليدي، سيستم به صورت اتوماتيك خاموش خواهد شد.

رعايت استانداردهاي زيست محيطي

این سيستم ها هيچ گونه آلودگي زيست محيطي از قبل دود و يا گازهاي گل خانهاي ايجاد نكرده و به دليل بسته تولید هیدروژن از گاز طبیعی بودن سلولهاي حاوي الکتروليت امكان، هيچ گونه نشتی و هدر رفتن گاز و يا الكتروليت وجود نخواهد داشت.

پكيجهاي پيش ساخته و واحدهاي تأمين شده توسط شركت فران، قابليت توليد هيدروژن با فشار بالا بدون نياز طرز کار موتور هیدروژنی به كمپرسور را دارا مي باشند. همچنين امكان تأمين اين پکیج ها براساس شرايط و نيازمندهاي فرآيندي ژنراتور تولید هیدروژن در صنايع مختلف تأسیسات نفتی(با امكان نصب در ساحل و يا فرا ساحل)، نيروگاه هاي حرارتي، فرآيندهاي نفتي و شيميايي، انرژی هیدروژنی صنايع شيرسازي، و ساير عمليات حرارتي وجود دارد.

مشخصات فنی پکیج:

ظرفيت هيدروژن توليدي

5- 500  NM3/hr

در صد خلوص

98 % - 99/99 %

نقطه شبنم

 (60-)

فشار

15 تا 30 بار تولید هیدروژن صنعتی بدون نياز به كمپرسور

 

 

 بخش‌های دیگر