2024年12月23日 星期一
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氯碱工业:利用废弃氢发电

2019/10/16 12:07:001710

目前生产的工业氢气都有自己的市场,如炼油和化学工业,剩余的氢气多被用来燃烧供电或热,但这种方法不能最大限度的发挥出氢气的潜力。燃料电池是一种新型、高效的氢气利用方式,目前已经逐渐步入商业化,工业剩余氢气不能满足其大规模应用的需要。所以为未来燃料电池所用的氢气,还需要开发新的制氢工艺。

工业生产氯和氢氧化钠的过程(氯碱工艺)是产生出高纯废弃氢气的来源之一。过程中对卤水进行大规模电解,仅在欧洲地区每年就能生产一千二百五十四万四千吨的氯,成本大部分来自用电。这种工艺路线能产氢和对电力的需求使得其非常适合应用于燃料电池。用废弃氢作为燃料借助燃料电池发电对电解供电可以节省20%的用电成本。欧洲氯碱工业仅占世界总量的23%,所以整个世界的氯碱工业的废弃氢可以生产2.2GW的电力。

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废弃氢利用示意图

从2001年至2010年,氯碱工业中废弃氢的利用率从80%上升到了90%(如上图所示)。目前已经达到95%。但大多数还是与天然气混合燃烧进行供热或电,未来效率的提高要依靠燃料电池来实现。

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AFC EnergyNedstack公司应用于氯碱工厂的燃料电池系统

近期,两项燃料电池项目正在进行:德国阿克苏诺贝尔使用AFC能源公司的50kW的碱性燃料电池和比利时苏尔维使用Nedstack公司1MW的PEM装置(如下图所示)。AFC公司的燃料电池使用的模块化系统能够在运行条件下,对组件进行更换,而不影响工作性能。Nedstack公司的产品由168个电堆集成而成。这种工艺不但高效而且更加环保。我们相信这些项目将会证明燃料电池技术是利用废弃氢的可行方法,并将带动世界其它各国氯碱工业上更多的使用燃料电池产品,然后向其它类似领域推广。