电解与燃料电池应用

适用于电解与燃料电池压力控制的背压调压阀

电解与燃料电池是绿色经济的两大重要工艺,都需要对气相压力进行精确控制。Equilibar® 背压调压阀 (BPR) 在这两种应用中取得了巨大成功,这得益于其能够在宽流量范围内对气压进行精确控制。

Equilibar 精密背压调压阀 (BPR) 用于燃料电池测试系统中,让这些系统受益于 Equilibar 在低压到中压范围内的压力控制的高灵敏度。Equilibar BPR 用在电解工艺中对电解产生的气流进行精确的压力控制,促使更高效的电解槽输出。

什么是电解?

电解利用外来电流来激发不会自发进行的化学反应。水电解是利用电将水分解成氢气和氧气的电化学过程。二氧化碳电解是将二氧化碳还原成一氧化碳的过程。这些反应可以在装有电解介质的电解池或电解槽装置中在阳极和阴极之间发生。电解过程中的压力控制是一个重要的考虑因素,并取决于电解槽技术。

Equilibar GSDM8 背压调节器(BPR)本体,带电子先导压力调节器

适用于电解与电解槽应用的 GSD8 精密不锈钢背压调压阀

电解槽技术有哪些类型?

用于分解水的电解槽主要类型有碱性、质子交换膜 (PEM)、固体氧化物和阴离子交换膜 (AEM) 电解槽。不同的电解槽有不同的功用,主要取决于结构材料。碱性电解使用碱性电解液,是一种较为成熟的工艺,在大型电解作业中更为常见。

右图为水电解的基本原理图。

电解过程中的精确压力控制

对电解产生的气流进行精确压力控制对于电解槽的效率和使用寿命都极为重要。Equilibar 压力控制阀可用来保持两侧气流之间的精确压差,并实现精准液位控制。在水电解和 CO2 电解系统一系列电解槽技术设计中,Equilibar BPR 的应用取得了巨大成功。它们在各种压力、各种流量下,无论高低,都提供同样精确的控制。Equilibar 调压阀有适合碱性工况的哈氏合金 C22 或 C276 可供选择,针对富氧工况,可选择专门的清洁功能和材料(如蒙乃尔合金)。

采用 Equilibar 背压调节(BPR)的电解工艺流程图

燃料电池测试

Equlibar BPR 用在燃料电池测试系统中,这些系统需要在宽流量范围内进行精确的压力控制,而这正是大多数老旧、传统设计的竞争性产品所缺乏的。

低流量控制
难以置信的 1000:1 可调比

为了符合燃料电池测试行业严苛的流量要求,Equilibar 专门设计了一款背压调压阀。这种特殊阀内件设计可在极宽的严格的测试协议所需的流量范围内提供稳定的堆压。气体流量控制可以控制到 1 毫升/分钟以下。 

Equilibar BD 背压调节器在燃料电池试验台上的示意图

计算机自动化控制平稳可靠

Equilibar BPR 为气室负载,意味着它利用气室上方的参考压力来提供所需的设定点。要实现计算机自动化,可使用电子压力控制器 (EPR) 来提供参考压力设定点。气室负载设计对 EPR 设定点的变化非常灵敏,灵敏度可低至 0.001 磅/平方英寸(0.07 毫巴),让工业计算机对气体系统压力进行前所未有的控制。大多数燃料电池测试系统都采用对出堆压力的闭环 PID 控制,而 Equilibar BPR 难以置信的精度可用一个开环控制的EPR实现整个系统的控制。对于不太复杂的设计,可使用简单的手动减压调压阀作为参考压力设定点调压阀。

用于燃料电池测试的 Equilibar BD 系列阀体

Equilibar® BD 系列阀门是更大的高性能 BPR,适用于燃料电池测试应用。该系列可使用 EPR 先导设定点调压阀来实现自动化

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