русский
English
français
Deutsch
italiano
español
português
العربية
Nederlands
한국의
Romania
Bulgaria
Melayu
В качестве основной химической отрасли, производящей хлор (Cl2) и каустическую соду (NaOH), водород, производимый в качестве побочного продукта, представляет собой ценный продукт. хлор-щелочь В отрасли это явление получает все большее признание. По сравнению со специализированным электролизом воды для производства водорода, водород, получаемый в результате хлорно-щелочного процесса, дешевле, но содержит небольшое количество примесей, таких как хлор, кислород и азот, что значительно ограничивает его применение. Ниже приведено подробное сравнение технологических различий между производством хлорно-щелочного водорода с помощью ионообменных мембран и производством водорода методом щелочного электролиза воды (AWE), с акцентом на три основных аспекта: принцип электролиза, материалы электродов и материалы мембран.
В связи с возрастающей важностью и быстрым развитием экологически чистой водородной энергетики, наиболее широко используемым видом водорода является водород. щелочной электролиз воды Технология производства водорода (AWE), хотя и хлорщелочное производство водорода, и хлорщелочное производство водорода относятся к системам щелочного электролиза, существенно различаются по своим основным механизмам производства водорода. Подробное сравнение приведено ниже:
| Размер сравнения | Производство хлорщелочного водорода | Электролиз щелочной воды для производства водорода |
| Природа системы | Щелочные | Щелочные |
| Основные реакции | Анод: Реакция выделения хлора (РЭХ) Катод: Реакция выделения водорода (HER) | Анод: реакция выделения кислорода (OER) Катод: Реакция выделения водорода (HER) |
| Основные компоненты | Электролизер, катионообменная мембрана, электроды | Электролизер, диафрагма, электролит, электроды |
| Анолитная среда | Насыщенный раствор хлорида натрия (NaCl) | Щелочной электролит (20–30% раствор KOH) |
| Католитовая среда | Разбавленный раствор NaOH (приблизительно 30% по массе) | Щелочной электролит (20%-30% раствор KOH) |
| Зарядное устройство | Ионы Na⁺ (мигрируют через катионообменную мембрану) | OH⁻ (мигрирует через диафрагму) |
| Катодная реакция | Ионы H⁺ восстанавливаются до H₂; ионы Na⁺ соединяются с OH⁻, образуя NaOH, который постепенно концентрируется. | Ионы H⁺ восстанавливаются до H₂; ионы Na⁺ соединяются с OH⁻, образуя NaOH, который постепенно концентрируется. |
| Реакция на аноде | Cl⁻ окисляется до Cl₂ | OH⁻ окисляется до O₂ и электронов. |
| Структура электролизера | Биполярная конструкция с нулевым зазором (мембранная) | Биполярная конструкция с нулевым зазором (мембранная) |
Электрод является центральным элементом реакции электролиза, и выбор и модификация каталитических материалов (особенно каталитических материалов из благородных металлов) на его поверхности напрямую определяют производительность электрода, срок службы электролизера и уровень энергопотребления. Подробное сравнение различий в материалах электродов между двумя технологиями представлено ниже:
| Размер сравнения | Хлорщелочной электролиз (анод/катод) | Щелочной электролиз воды (AWE, анод/катод) | Основные причины различий |
| Операционная среда | Анод: сильнокислая среда (система Cl⁻), 80–90 °C; Катод: Сильнощелочной | Вся система имеет сильно щелочную среду, температура 60-90°C. | Хлорщелочной анод должен обладать стойкостью к коррозии под воздействием хлора; электрод AWE должен обладать стойкостью к коррозии под воздействием щелочей по всей своей конструкции. |
| Материал подложки анода | Титановая (Ti) подложка | Никелевая (Ni) подложка | Титан устойчив к коррозии хлором и обладает хорошей проводимостью; никель устойчив к коррозии щелочами и имеет более низкую стоимость. |
| Каталитическое покрытие анода | Смешанный оксид RuO₂ + IrO₂ (DSA) | Смешанный оксид RuO₂ + IrO₂ (DSA) | В исследовании Chlor-alkali основное внимание уделяется реакции выделения хлора (CER); в исследовании AWE основное внимание уделяется реакции выделения кислорода (OER) и щелочной стабильности. |
| Материал подложки катода | Сетка из никелевой проволоки / тканая сетка из никелевой проволоки | Материалы на основе Ni (Ni-сетка, Ni-пена, Ni-войлок и т.д.) | Никель обладает гораздо большей стабильностью в сильных щелочах, чем углеродистая сталь, что делает его подходящим для ионообменных мембранных электролизеров и условий высокой щелочности. |
| Катодное каталитическое покрытие | Ni-S, Ni-Co, никель Ренея (без драгоценных металлов) | Сплавы недрагоценных металлов (Ni-S, Ni-Co, Ni-Mo и др.) | Обе технологии направлены на снижение перенапряжения реакции выделения водорода (HER); технология AWE уделяет больше внимания низкой стоимости и низкому содержанию драгоценных металлов. |
| Плотность рабочего тока | Анод: 5000~6000 А/м² | Анод: 2000-4000 А/м² | Технология хлорщелочного электрохимического осаждения (DSA) является зрелой; в последнее время в области электродов/диафрагм электрохимического осаждения (AWE) наблюдаются значительные прорывы, что существенно увеличивает плотность тока. |
| сравнение размеров | Хлорщелочной электролиз (анод/катод) | Щелочной электролиз воды (анод/катод Щелочного электролиза воды) | Основные причины различий |
| Основные целевые показатели эффективности | Низкое перенапряжение выделения хлора, устойчивость к коррозии под воздействием хлора, длительный срок службы, высокая эффективность использования хлора. | Низкое перенапряжение выделения кислорода/водорода, устойчивость к щелочной коррозии, низкая стоимость, возможность работы с высокой плотностью тока. | Хлор-щелочная основа обеспечивает эффективное производство хлора/каустика; основа AWE обеспечивает эффективное производство водорода и снижение энергопотребления. |
| Логика контроля затрат | Основана на отработанной технологии нанесения покрытий из драгоценных металлов (Ru/Ir), что позволяет снизить затраты за счет масштабирования производства. | Основное внимание уделяется низкому содержанию драгоценных металлов, замещению недрагоценными металлами и бифункциональным электродам для упрощения структуры. | Технология AWE более чувствительна к стоимости, поскольку требует баланса между производительностью и затратами на крупномасштабные приложения. |
3. Сравнение мембранных материалов для производства водорода хлорщелочным методом и производства водорода методом электролиза щелочной воды:
Мембранные материалы являются ключевыми компонентами электролизеров, разделяя анод и катод, а также обеспечивая перенос заряда и разделение продуктов. Из-за различий в основных реакциях и средах мембранные материалы, используемые в этих двух технологиях, значительно различаются по типу, функциям и характеристикам: в хлорщелочной промышленности в основном используются катионообменные мембраны, тогда как в производстве водорода методом щелочного электролиза воды преимущественно используются диафрагменные мембраны. Подробное сравнение приведено ниже:
| Размер сравнения | Мембрана катионообменника для хлорщелочной промышленности | Диафрагма для электролиза щелочной воды (для AWE) |
| Основной сценарий приложения | Хлорщелочной электролизер (электролиз NaCl для получения Cl₂, NaOH, H₂) | Щелочной электролизер для воды (электролит KOH для производства водорода) |
| Тип/структура мембраны | Двухслойная композитная катионообменная мембрана на основе перфторсульфоновой кислоты (PFSA) + перфторкарбоновой кислоты (PFCA). | Ранние этапы: Асбестовая диафрагма → Тканый материал из полифениленсульфида (PPS) → Композитная диафрагма (PPS + ZrO₂ / полисульфоновое покрытие) |
| Основная функциональная группа | Сульфоновая кислота (-SO₃⁻), карбоксильная кислота (-COO⁻) | Отсутствие ионообменных групп (пористый физический барьер); композитное мембранное покрытие повышает гидрофильность. |
| Принцип работы | Обеспечивает направленную миграцию Na⁺ и других катионов, блокирует обратную диффузию Cl⁻. | Физически разделяет анод и катод, пропускает ионы OH⁻/воду. |
| и OH⁻, предотвращает реакцию между Cl₂ и NaOH. | блокирует перекрестное проникновение H₂/O₂ | |
| Типичный материал / система | Композитная мембрана на основе перфторсульфоновой/карбоновой кислоты (с армирующей сеткой из ПТФЭ) | Ткань диафрагмы из полифениленсульфида (PPS), композитная диафрагма из PPS и ZrO₂, микропористая мембрана из полисульфона. |
| Основные преимущества | КПД ≥96%, низкое энергопотребление, чистота продукта ≥99,5%, низкий уровень загрязнения, срок службы 3-5 лет. | Низкая стоимость, хорошая щелочестойкость, высокая механическая прочность, срок службы композитной мембраны ≥5 лет, термостойкость до 110°C. |
| Основные недостатки / проблемы | Высокий технический барьер, высокая стоимость, низкая устойчивость к примесям (например, Ca²⁺, Mg²⁺) | Традиционная диафрагма: высокое сопротивление, высокая водородная проницаемость; композитная мембрана: покрытие легко отслаивается, низкая износостойкость. |
| Промышленная зрелость | Зрелая индустриализация, глобальный массовый рынок технологий | Зрелая индустриализация, традиционная система PPS находится на зрелой стадии. |
Как электролиз хлора и щелочи, так и электролиз щелочной воды для производства водорода являются зрелыми технологиями электролиза. Различия в свойствах системы, основных компонентах и целевых показателях производительности обусловлены разными целями проектирования: электролиз хлора и щелочи ориентирован на производство хлора и каустической соды с водородом в качестве побочного продукта; электролиз щелочной воды направлен на эффективное и экономичное производство водорода высокой чистоты. На фоне быстрого развития водородной энергетики эти две технологии могут обменяться опытом в области электродных материалов, мембранных материалов и конструкций электролизеров. Предполагается, что благодаря технологической интеграции и инновациям можно будет оптимизировать производительность обоих электролизеров, снизить производственные затраты и энергопотребление, а также способствовать высококачественному развитию технологии электролитического производства водорода и водородной энергетики в целом.
ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ:
1. Кто мы?
Наша компания находится в провинции Аньхой, Китай, основана в 2011 году и осуществляет продажи в Юго-Восточную Азию, Северную Америку, Восточную Европу и Южную Азию.
2. Можно ли настроить номинальную мощность или напряжение?
Да, индивидуальная настройка продукции допустима.
3. Почему вам следует покупать у нас, а не у других поставщиков?
У нас есть опытная профессиональная команда, занимающаяся техническими исследованиями и разработками. Возможности по подбору систем управления, исследованиям и разработкам, а также контролю качества. Ценовое преимущество обеспечивается возможностями интеграции цепочки поставок.
IPv6 ПОДДЕРЖИВАЕМАЯ СЕТЬ
