Generador de hidrógeno de agua electrolíticaEl hidrógeno se produce a través del agua pura electrolítica, y la calidad del agua de entrada determina directamente la eficiencia de producción de gas, la pureza del hidrógeno y la vida útil del equipo. Ya sea la preparación de gas portador de cromatografía de gases de laboratorio o el escenario de suministro de hidrógeno de pilas de combustible industriales, si la entrada de agua contiene impurezas excesivas, la luz conduce a una disminución de la eficiencia electrolítica, fluctuaciones de la pureza del hidrógeno, y la gravedad causa suciedad en las células electroliticas, corrosión de electrodos y otras fallas, aumentando los costos de operación y mantenimiento. Por lo tanto, aclarar los requisitos estrictos de la calidad del agua de entrada y establecer un sistema científico de control de la calidad del agua son los requisitos previos centrales para garantizar el funcionamiento estable de los generadores de hidrógeno de agua electrolítica.

La pureza de la entrada de agua es el indicador central, tomando la resistencia eléctrica o la conductividad eléctrica como criterio cuantitativo, y los requisitos de pureza de los diferentes tipos de células electroliticas son significativamente diferentes. Debido a que el material de membrana es sensible a las impurezas, la célula electrolítica de membrana de intercambio de protones (pem) necesita una tasa de resistencia hidroeléctrica ≥ 10 MWH · cm (25 ° c), y la conductividad eléctrica correspondiente es ≤ 0,1 μs / cm, que debe cumplir con el estándar de agua de primer nivel de laboratorio; Las células electroliticas alcalinas tradicionales requieren un poco más amplio de calidad del agua, pero también requieren una resistencia ≥ 1mwh · cm y una conductividad ≤ 1 μs / cm. Si la pureza de la entrada es insuficiente, los electrolitos en el agua aumentarán la interferencia conductora, lo que dará lugar a un aumento de la pérdida de Potencia electrolítica: en el caso del generador de 100 l / min, cuando la resistencia de la entrada se reduzca de 10 MWH · cm a 1 MWH · cm, el consumo de energía aumentará entre un 5% y un 8%, al tiempo que acelerará la atenuación de la membrana de intercambio de protones y acortará su vida útil.

El contenido de impurezas iónicas debe controlarse estrictamente, centrándose en limitar los iones que pueden causar fallas fácilmente, como calcio, magnesio y cloro. Los iones de calcio y magnesio son los principales incentivos para la escala de las células electroliticas. la dureza total de la entrada de agua (calculada en caco) debe ser ≤ 1 mg / L. cuando se excede el estándar, se formará una precipitación de carbonato de calcio e hidróxido de magnesio en la superficie del electrodo, lo que dificultará el proceso de reacción electrolítica y provocará una disminución del flujo de producción de gas. Los iones de cloro son altamente corrosivos y pueden erosionar el recubrimiento del electrodo y la membrana electrolítica. el contenido de cloro de entrada de agua debe ser ≤ 0,1 mg / L. especialmente en las células electroliticas pem, el exceso de iones de cloro puede conducir a la degradación del material de membrana y desencadenar el riesgo de Seguridad de la interconexión de hidrógeno y oxígeno. Además, los iones de metales pesados como el hierro y el cobre deben ser ≤ 0,01 mg / L para evitar que se depositen en la superficie del electrodo para formar una microcélula y acelerar la corrosión del electrodo.

Aunque la contaminación orgánica y microbiana es fácil de ignorar, tiene un profundo impacto en el funcionamiento del equipo, por lo que es necesario establecer normas específicas de prevención y control. La demanda química de oxígeno (cod) de la entrada de agua debe ser ≤ 1 mg / l, y la materia orgánica puede ser oxidada y descompuesta en sustancias ácidas de moléculas pequeñas durante el proceso electrolítico, reduciendo el pH del electrolito y afectando la eficiencia electrolítica; Al mismo tiempo, la adhesión de materia orgánica a la superficie de la membrana electrolítica bloqueará los agujeros de la membrana, lo que dará lugar a una disminución de la eficiencia de conducción de protones. La contaminación microbiana es fácil de criar en tanques y tuberías de almacenamiento de agua, formando biopelículas, los flocones biológicos caídos pueden bloquear el canal de flujo de la célula electrolítica, el número total de bacterias que entran en el agua debe ser ≤ 10 CFU / ml, se recomienda controlar el contenido microbiano mediante desinfección ultravioleta o desinfección por ozono.

Los indicadores físicos y el proceso de pretratamiento son un eslabón importante para garantizar que la calidad del agua cumpla con los estándares. La turbidez de entrada de agua debe ser ≤ 0,1 ntu para garantizar que no haya partículas suspendidas en el agua y evitar que las partículas desgasten la membrana electrolítica o bloqueen el canal de flujo de precisión; La temperatura del agua debe controlarse en 5 - 35 ° c. una temperatura demasiado baja del agua reducirá la tasa de reacción electrolítica, y una temperatura demasiado alta puede acelerar el envejecimiento del material de membrana. Para cumplir con los requisitos anteriores, la entrada de agua debe pasar por el proceso de "pretratamiento + purificación profunda": primero se eliminan las partículas suspendidas a través de la filtración de arena de cuarzo, luego se absorben compuestos orgánicos y cloro residual a través del carbón activado, y finalmente se logra una purificación profunda a través del proceso combinado de ósmosis inversa (ro) + resina de intercambio de iones para garantizar que la calidad del agua cumpla plenamente los estándares.

El monitoreo de la calidad del agua y el mantenimiento regular son la garantía de circuito cerrado del control de la calidad del agua. Se recomienda instalar un medidor de conductividad eléctrica en línea y un detector de resistencia en la entrada de agua para monitorear los indicadores de calidad del agua en tiempo real, alarmar automáticamente y cortar la entrada de agua cuando el valor supere el umbral; El contenido de impurezas iónicas se detecta regularmente cada semana, y el sistema de pretratamiento se enjuaga y reemplaza los consumibles cada mes. Para los equipos desactivados durante mucho tiempo, es necesario soplar la tubería con nitrógeno de alta pureza e inyectar agua fresca y purificada para evitar la deposición de impurezas residuales en el equipo.

La esencia de los requisitos de calidad del agua de entrada del generador de hidrógeno de agua electrolítica es la coincidencia precisa entre "las características del equipo y las necesidades de calidad del agua". Desde los estándares rígidos de pureza y contenido de iones hasta la prevención y el control integrales de materia orgánica y microorganismos, cada requisito gira en torno al objetivo central de "mejorar la eficiencia, garantizar la seguridad y prolongar la vida útil". Al adoptar agua purificada que cumpla con los estándares y establecer un sistema perfecto de monitoreo de la calidad del agua, no sólo se pueden aprovechar al máximo las ventajas de rendimiento del generador, sino también reducir el riesgo de fallas y los costos de operación y mantenimiento, proporcionando una garantía estable y confiable de la calidad del agua para el suministro de hidrógeno En varios campos.