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中石化自主研發兆瓦級PEM裝置在燕山石化投用

2022-12-13 來源:燕山石化 瀏覽數:499

12月10日,中國石化國產化兆瓦級質子交換膜(PEM)電解水制氫裝置在燕山石化成功開車,并于當日實現全流程貫通,產品質量檢測合格。12月11日,該裝置氫氣產量和壓力達到設計值。這是中國石化首套開車運行的兆瓦級質子交換膜電解水制氫裝置,由中國石化石科院和燕山石化共同開發、建設,應用國內國產化程度最高的單槽兆瓦級PEM電解水制氫成套設備,生產全過程實現零碳、零污染物排放,打通了自主技術“綠電”制“綠氫”流程,標志著中國石化PEM電解水制氫成套技術實現工業應用。

 12月10日,中國石化國產化兆瓦級質子交換膜(PEM)電解水制氫裝置在燕山石化成功開車,并于當日實現全流程貫通,產品質量檢測合格。12月11日,該裝置氫氣產量和壓力達到設計值。這是中國石化首套開車運行的兆瓦級質子交換膜電解水制氫裝置,由中國石化石科院和燕山石化共同開發、建設,應用國內國產化程度最高的單槽兆瓦級PEM電解水制氫成套設備,生產全過程實現零碳、零污染物排放,打通了自主技術“綠電”制“綠氫”流程,標志著中國石化PEM電解水制氫成套技術實現工業應用。
 
 
綠氫是最清潔的能源載體,是未來能源革命與產業發展的重要方向,是實現工業低碳化和能源清潔化的重要手段。中國石化踐行綠色發展理念,致力于開發可再生能源電解制氫技術,滿足綠氫發展需求。
 
PEM電解水制氫技術是與可再生能源耦合最好的制氫技術,具有制氫效率高、產氫壓力大、動態響應快、負荷范圍寬、無污染的特點,能適應可再生能源發電的波動性,滿足離網發電要求。同時,該技術采用“零間隙”設計,體積小、啟停速度快、操作靈活,是一種理想的加氫站站內制氫技術。
 
中國石化采取集成設計、一體成撬的設計理念,開發并建造了單槽兆瓦級PEM電解水制氫裝置。整撬圍繞電解槽進行整體布局和管路優化設計,撬內包括電解槽、電解槽供電系統、維持電解槽運行的水氣分離系統,以及滿足氫氣質量要求的純化系統,占地面積不到40平方米。相較于多電解槽組合而成的制氫裝置,單電解槽技術難度大,對材料和制造工藝要求更高,但其體積小、功率密度高、成本更低,是電解槽未來發展的主要方向。
 
作為PEM電解水制氫裝置核心設備的電解槽,采用自主開發的高性能陰、陽極催化劑和大尺寸均一膜電極,最大產氫量可達250標方/小時,功率調節范圍5%——125%,產氫壓力可達3兆帕,氫氣純度為99.999%。投產后,年產氫量可達200噸,可減少二氧化碳排放2000——4000噸。
 
在此之前,2021年11月4日,石科院和燕山石化合作開發建設的中國石化首套30標方/小時PEM電解水制氫示范站成功投用,標志著中國石化打通PEM制氫設備從關鍵材料、核心部件到系統集成的整套流程。通過完整的PEM電解水工藝運行,驗證了催化劑、膜電極以及電解槽組裝、密封技術的可靠性,為兆瓦級PEM電解水制氫裝置開發奠定了堅實基礎。
 
下一步,燕山石化、石科院等單位將緊密合作,加快催化劑、膜電極技術迭代,整合相關產業鏈,進一步降低裝置成本,提高PEM電解水制氫技術市場競爭力。
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