Производство экологически чистого водорода

Роль охлаждения в производстве экологически чистого водорода

Экологически чистый водород производится при использовании возобновляемых источников энергии (ветра, солнца, гидроэнергии) путем электролиза. В ходе электролиза молекулы воды расщепляются на водород (H2) и кислород (O2) при прохождении электричества через воду. Основным преимуществом этого процесса является отсутствие выбросов углекислого газа (CO2), поэтому экологически чистый водород способствует сокращению глобальных выбросов углерода в отличие от водорода, производимого из невозобновляемых ресурсов, таких как природный газ.

Для процесса электролиза требуется огромное количество энергии. Часть этой энергии теряется как тепло. Количество выделяемого тепла может быть разным в зависимости от конструкции электролизера. Мощность электролизера выражается в мегаваттах (МВт) потребляемой электрической энергии. В процессе электролиза потери тепла составляют примерно 25—35 % от объема потребляемой электроэнергии, и это тепло необходимо отводить для поддержания нужного диапазона температур на каждом ярусе.

Например, электролизер мощностью 100 МВт электрической энергии выделяет приблизительно 30 МВт тепла, поэтому требуется эквивалентное охлаждение. На последующих этапах технологического процесса также происходит отвод тепла, необходимого для сжатия полученного водорода. При использовании небольших установок охлаждение электролизера и компрессоров может осуществляться отдельно, в то время как аналогичные процессы в крупномасштабных установках можно объединить с помощью центральной системы охлаждения.

Решения ВАС в области охлаждения

У нас очень широкий ассортимент установок для охлаждения. Будь то испарительная градирня с открытым или закрытым контуром, гибридное устройство, адиабатическая установка или система сухого охлаждения, независимо от области применения или решаемой проблемы мы обладаем достаточными знаниями, чтобы выбрать оптимальный продукт, отвечающий вашим потребностям в охлаждении.
Наиболее подходящая технология охлаждения часто определяется с учетом места реализации проекта, а также наличия и стоимости водоснабжения и/или электроснабжения.

Открытые градирни

Одним из способов охлаждения является использование испарительной открытой градирни. Теплая техническая вода поступает в верхнюю часть градирни, проходит через теплоноситель (наполнитель) и подвергается воздействию холодного воздуха. Часть технической воды испаряется, что сопровождается теплоотводом. Градирни имеют несколько преимуществ перед другими технологиями охлаждения.

• Чрезвычайно высокая энергоэффективность.
• Небольшая площадь основания.
• Самые низкие температуры технологического процесса за счет малого перепада (2—4 °C).

Закрытые градирни

Изолировать технологическую жидкость от наружного воздуха можно с помощью градирни с закрытым контуром. В этом случае отсутствует контакт между воздухом и охлаждаемой жидкостью. Предусмотрено 2 отдельных контура: горячая технологическая жидкость проходит через пакет теплообменников, а вторая система распыления воды смачивает этот пакет. Техническая вода, проходящая через теплообменник, остается чистой и не подвергается загрязнению. Преимущества решения см. ниже.

• Меньший объем распыляемой воды для обработки, меньший объем технического обслуживания.
• Отсутствие загрязнения технологической жидкости.

Однако из-за пакета теплообменников этот тип установки является более дорогостоящим в сравнении с открытой градирней.

TrilliumSeries

Если на месте установки нет достаточного количества воды, оптимальным решением может стать адиабатическое охлаждение. Адиабатический охладитель — это сухой охладитель, оснащенный секцией адиабатического предварительного охлаждения. Прежде чем пройти через оребренный теплообменник с высокой плотностью ребер, воздух предварительно охлаждается адиабатическим способом, проходя через адиабатическую панель, где вода испаряется в воздух. Воздух, поступающий в адиабатическую панель, охлаждается до пониженной температуры по сухому термометру, которая почти равна температуре по смоченному термометру. В сухой оребренный теплообменник подается более холодный воздух, что приводит к снижению температуры технологического процесса. В охладителях этого типа вода используется только в течение короткого промежутка времени на протяжении года, что является предпочтительным решением для регионов с низкой относительной влажностью. Преимущества решения см. ниже.

• Экономия воды составляет около 90—95 % по сравнению с испарительным охладителем.
• Нет необходимости в обработке воды.