Gerador de hidrogênio eletrólitoGerando hidrogênio através da eletrólise de água pura, a qualidade da água de entrada determina diretamente a eficiência de produção de gás, a pureza do hidrogênio e a vida útil do equipamento. Seja a preparação de gás de cromatografia de gás de laboratório, ou o cenário de fornecimento de hidrogênio de células de combustível de classe industrial, se a água de entrada contém impurezas excedentes, leve levará a redução da eficiência da eletrólise, flutuação da pureza do gás de hidrogênio, pesado desencadear a escamação do tanque de eletrólise, corrosão de eletrodos e outras falhas, aumentando os custos operacionais. Portanto, definir os rigorosos requisitos de qualidade da água e estabelecer um sistema científico de controle da qualidade da água é uma premissa fundamental para garantir o funcionamento estável do gerador de hidrogênio eletrólito.

A pureza da água de entrada é o indicador principal, com a resistência ou condutividade elétrica como padrão quantificador, os diferentes tipos de tanques eletrólitos diferem significativamente nos requisitos de pureza. A membrana de troca de prótons (PEM) de eletrólise devido ao material da membrana é sensível às impurezas, a resistência à água de entrada é necessária ≥10MΩ · cm (25 ℃), a condutividade correspondente ≤0.1μS / cm, para atingir os padrões de água de nível laboratório; Os requisitos para a qualidade da água do tanque de eletrólise alcalino convencional são um pouco mais amplos, mas também exigem uma resistência de ≥1MΩ·cm e condutividade elétrica de ≤1μS/cm. Se a pureza da água de entrada é insuficiente, o eletrólito na água aumenta a interferência condutora, levando a uma perda de potência eletrólita aumentada - no caso de um gerador de 100L / min, a resistência à água de entrada cai de 10MΩ · cm para 1MΩ · cm, o consumo de energia aumentará de 5% -8%, ao mesmo tempo que acelera a decadência da membrana de troca de prótons e abrevia sua vida útil.

O conteúdo de impurezas iónicas deve ser rigorosamente controlado, com foco em limitar íons de cálcio, magnésio e cloro que podem causar falhas. Íons de cálcio e magnésio são a principal causa da escamação do tanque de eletrólise, a dureza total da água de entrada (em termos de CaCO3) precisa de ≤1 mg / L, quando excedido, a superfície do eletrodo formará carbonato de cálcio e precipitação de hidroxido de magnésio, impedindo a reação de eletrólise, levando à diminuição do fluxo de produção de gás. Os íons de cloro são fortemente corrosivos, corroem o revestimento do eletrodo e a membrana eletrólica, o teor de cloro na água deve ser ≤ 0,1 mg / L, especialmente no tanque de eletrólise PEM, o excesso de íons de cloro pode levar à degradação do material da membrana, desencadeando o risco de segurança de hidrogênio e oxigênio. Além disso, ferro, cobre e outros íons de metais pesados precisam ≤ 0,01 mg / L para evitar que se depositem na superfície do eletrodo para formar microbaterias e acelerar a corrosão do eletrodo.

Embora a poluição orgânica e microbiana seja facilmente negligenciada, o impacto no funcionamento do equipamento é profundo e exige padrões de prevenção e controle específicos. A necessidade química de oxigênio (COD) de água deve ser ≤1mg / L, a matéria orgânica pode ser oxidada durante o processo de eletrólise em substâncias ácidas de pequenas moléculas, reduzindo o pH do eletrólito e afetando a eficiência da eletrólise; Ao mesmo tempo, a adesão de matérias orgânicas à superfície da membrana eletrólica bloqueia os orifícios da membrana, levando a uma redução da eficiência da condução de prótons. A poluição microbiana é fácil de se reproduzir no tanque de armazenamento de água e tubulação, formando biofilme, o floco biológico que cai pode bloquear o canal do tanque eletrólito, o número total de bactérias que entram na água deve ser ≤ 10CFU / mL, recomenda-se a utilização de desinfecção ultravioleta ou ozono para controlar o conteúdo microbiano.

Os indicadores físicos e o processo de pré-tratamento são importantes para garantir a qualidade da água. A turbidez de entrada de água deve ser ≤0.1NTU para garantir que não haja partículas em suspensão na água, evitando que as partículas desgastem o filme eletrólito ou bloqueiem o canal de precisão; A temperatura da água deve ser controlada em 5-35 ° C, a temperatura da água muito baixa reduzirá a taxa de reação eletrólisa, o excesso pode acelerar o envelhecimento do material da membrana. Para atender aos requisitos acima, a água de entrada precisa passar por um processo de "pré-tratamento + purificação profunda": primeiro, através da filtração de areia de quartzo para remover as partículas em suspensão, depois através da adsorção de carvão ativo de matéria orgânica e cloro residual e, finalmente, através da combinação de resina de troca iónica (RO) + processo de purificação profunda para garantir a qualidade da água.

O monitoramento da qualidade da água e a manutenção regular são garantias de circuito fechado para o controle da qualidade da água. Recomenda-se a instalação de condutividade em linha e detectores de resistência na entrada de água, monitoramento em tempo real dos indicadores de qualidade da água, alarme automático e corte da entrada de água quando os valores excedem o limiar; Os níveis de impurezas iónicas são verificados regularmente semanalmente e o sistema de pré-tratamento é rebaixado e substituído mensalmente. Para equipamentos desativados por muito tempo, é necessário usar nitrogênio de alta pureza para limpar a tubulação e injetar água fresca purificada para evitar a deposição de impurezas residuais no equipamento.

Os requisitos de qualidade da água de entrada do gerador de hidrogênio de água eletrólita são essencialmente a correspondência precisa das "características do equipamento com as necessidades de qualidade da água". Desde padrões rígidos de pureza e conteúdo iónico até o controle integral de substâncias orgânicas e micróbios, cada requisito gira em torno dos objetivos centrais de "aumentar a eficiência, garantir a segurança e prolongar a vida útil". Através da adoção de água purificada em conformidade com os padrões e do estabelecimento de um sistema de monitoramento da qualidade da água perfeito, você pode aproveitar plenamente as vantagens do desempenho do gerador e reduzir o risco de falhas e os custos de manutenção, proporcionando uma garantia estável e confiável da qualidade da água para o fornecimento de hidrogênio em todas as áreas.