Achtergrond van de industrie
Gedreven door de implementatie van de dubbele-koolstofstrategie gaat de Chinese groene waterstofindustrie een versnelde fase van grootschalige- ontwikkeling in. In 2025 bereikte de schaal van openbare biedingen voor huishoudelijke apparatuur voor de productie van elektrolytische waterstofwaterstof 2.398,8 MW, een stijging -op- jaar van 69,4%, wat een recordhoogte bereikte. Het in maart 2026 gepubliceerde '15e Vijf-Jarenplan', dat in maart 2026 werd gepubliceerd, roept expliciet op tot 'het krachtig ontwikkelen van groene waterstofenergie' en positioneert waterstof als een nieuw groeipunt dat de toekomst zal bepalen. Onder beleidsbegeleiding blijft de grootschalige toepassing van waterstofenergie op diverse gebieden, zoals transport en industrie, zich uitbreiden. Tegelijkertijd wordt verwacht dat het aandeel van groene waterstof in de totale waterstofproductie, aangedreven door de snelle vooruitgang in de elektrolyzertechnologie en de voortdurend dalende kosten van hernieuwbare energie, in 2030 de 30% zal overschrijden, waarbij de marktomvang de 20 miljard yuan zal overschrijden. Aangedreven door zowel beleid als marktkrachten, gaat de waterstofenergie-industrie een nieuwe fase van sprongsgewijze ontwikkeling in.
Tijdens het elektrolytische water-waterstofproductieproces is nauwkeurige drukregeling van cruciaal belang voor een veilige werking van het systeem. In de elektrolyseur worden tegelijkertijd waterstof en zuurstof gegenereerd. Het handhaven van een redelijke en stabiele druk voorkomt niet alleen het risico op explosie veroorzaakt door terugstroming als gevolg van drukverschillen tussen waterstof- en zuurstofmengsels, maar zorgt ook voor een efficiënte werking van gasscheidingsapparatuur en een betrouwbare systeemafdichting. Real- monitoring van de druk in realtime en dynamische regeling vormen de kern van het garanderen van veilige waterstofproductie.
Elektrolytische waterwaterstofproductie Instrumentatiecontrole
Schematisch diagram van het proces van het elektrolytische water-waterstofproductiesysteem
De elektrolyseur is de kernuitrusting van het elektrolytische water-waterstofproductiesysteem. Het gebruikt een KOH- of NaOH-oplossing als elektrolyt en elektrolyseert onder invloed van gelijkstroom water om waterstof en zuurstof te genereren. De gassen (H2, O2) die bij de elektrolyse worden geproduceerd, bevatten vernevelde alkalische vloeistoffen. Ze gaan eerst door een gas-{5}}vloeistofscheider om de alkalische vloeistof te verwijderen. De gassen die de gas-{7}}vloeistofscheider verlaten, bevatten nog steeds een kleine hoeveelheid vernevelde alkalische vloeistof en waterdamp. Een gaswasser kan de resterende vloeistof wegspoelen. De gescheiden waterstof en zuurstof worden gekoeld, de druppeltjes worden verwijderd en vervolgens door het regelsysteem naar buiten gestuurd. De druk in de afscheider beïnvloedt de elektrolyse-efficiëntie. Een geschikte hoge druk kan het gasgehalte in de elektrolyt verminderen, waardoor de elektrische geleidbaarheid wordt verbeterd en de elektrolyse-efficiëntie wordt verbeterd. Overmatige druk verhoogt echter de oplosbaarheid van waterstof en zuurstof in de elektrolyt, waardoor de productieoutput afneemt.
De drukbemonsteringspunten van de waterstofwasser en de zuurstofwasser worden gebruikt om het drukverschil te meten, wat het drukverschil tussen de waterstof- en zuurstofzijde van de elektrolysator weerspiegelt. Als het drukverschil tussen de waterstof- en zuurstofzijde van de elektrolysator te groot is, kan dit ertoe leiden dat waterstof en zuurstof elkaar doordringen, waardoor een gemengd gas ontstaat dat een aanzienlijk explosiegevaar met zich meebrengt. De systeemcontroller bestuurt de uitgangsregelklep op basis van het drukverschil om deze binnen een veilig bereik te houden.
Voor de vloeistofniveaumeting van de gas{0}}vloeistofafscheider: Wanneer de gas-vloeistofafscheider op een grotere hoogte wordt geïnstalleerd dan de elektrolysator, vertegenwoordigt het vloeistofniveau van de afscheider het vloeistofniveau van de elektrolysator. De waterstof en zuurstof die tijdens de elektrolyse worden gegenereerd, zorgen ervoor dat het vloeistofniveau in de gas{3}}vloeistofscheider geleidelijk daalt. Als het vloeistofniveau te laag is, kan er gas in de stroomafwaartse vloeistofuitlaatleiding terechtkomen. Het is erg belangrijk om het vloeistofniveau van de gas{6}}vloeistofafscheider binnen een veilig bereik te houden.
In de elektrolytcirculatielus wordt doorgaans een elektromagnetische debietmeter gebruikt om de elektrolytstroom te meten. Omdat de elektrolyt (bijv. KOH-, NaOH-oplossing) een goede elektrische geleidbaarheid heeft, bereikt de elektromagnetische flowmeter een stabiele en betrouwbare meting. Het besturingssysteem past de circulatiepomp aan op basis van het stroomsignaal, waardoor de elektrolytstroom binnen een redelijk bereik blijft, waardoor de temperatuurregeling en reactie-efficiëntie van de elektrolyseur worden gewaarborgd.
Toepassingsoplossingen voor slimme druktransmitters
Meting van vloeistofniveau in afscheider en scrubber
Afscheiderdrukmeting
In waterstof/zuurstofafscheiders is het gemeten medium waterstof of zuurstof, vergezeld van complexe omstandigheden zoals waterdamp, alkalische nevel en condensaat. Om een stabiele werking op de lange- termijn te garanderen, wordt aanbevolen een Hastelloy C-membraan te gebruiken voor de bevochtigde delen van de slimme druktransmitter om de corrosieweerstand en het anti-kristallisatievermogen te verbeteren. De algehele explosiebestendigheid van de zender moet voldoen aan de Ex d IIC T4-norm en moet een SIL2-certificering voor functionele veiligheid hebben. Door een redundant ontwerp en faal{8}}veilige mechanismen wordt een veilige en betrouwbare werking onder abnormale omstandigheden gegarandeerd.
Meting van het vloeistofniveau van de afscheider
Voor vloeistofniveaumeting in waterstof- en zuurstofafscheiders, een extern capillairdrukverschil zenderwordt doorgaans gebruikt. Het gemeten medium is een mengsel van alkalische vloeistof en gas (waterstof/zuurstof), waarbij de hoge- zijde van de druk in contact komt met de alkalische vloeistof en de lage - zijde van de druk in contact komt met de gasfase (die waterdamp en alkalische nevel bevat). Om te voldoen aan deze zeer corrosieve en gemakkelijk-om- omstandigheden te kristalliseren, wordt aanbevolen om Hastelloy C-membranen te gebruiken aan zowel de hoge- als de lage-drukzijde om een uitstekende weerstand tegen alkalicorrosie en lange- meetstabiliteit te garanderen. De algehele explosiebestendigheid- van de verschildrukniveautransmitter moet ook voldoen aan de Ex d IIC T4-norm om te voldoen aan de veiligheidsvoorschriften voor explosieve gasatmosferen. Daarnaast wordt aanbevolen om online meetpunten voor de waterstofconcentratie in het systeem te installeren om de operationele veiligheid verder te verbeteren.
Druk- en vloeistofniveaumeting in de scrubber
De druk- en vloeistofniveaumeting voor wassers maakt ook gebruik van een membraanflens--type structuur. Het interne medium is niet simpelweg water, maar een complex meer{2}}fasensysteem dat bestaat uit water of een verdunde alkalische vloeistof (die mogelijk KOH bevat), waterstof/zuurstof, alkalische mist en condensaat. Deze toestand wordt gekenmerkt door sterke corrosiviteit, hoge luchtvochtigheid en de neiging tot kristallisatie. Daarom wordt aanbevolen dat het membraanmateriaal Hastelloy C is om de corrosieweerstand en anti-adhesie-eigenschappen te verbeteren, waardoor de stabiliteit en betrouwbaarheid van het instrument op lange termijn- wordt gegarandeerd.
Gasopbrengst en opslagdrukmeting
Tijdens de uitgangsfase van het besturingssysteem komen waterstof en zuurstof in de opslag- of transportleidingen terecht. Drukmeting in dit stadium is van cruciaal belang voor de systeemveiligheid en gaskwaliteit. Dedruk zenderaan de waterstofzijde maakt gebruik van een 316L roestvrijstalen membraan en heeft een intrinsiek veilig ontwerp. Beginnend met de intrinsieke veiligheid van het circuit, vermindert dit effectief het risico op ontstekingsbronnen, waardoor het explosiegevaar al in de ontwerpfase wordt beheerst om een veilige en betrouwbare werking van het systeem te garanderen.
De druktransmitter aan de zuurstofzijde maakt ook gebruik van een 316L roestvrijstalen membraan. De vulvloeistof is een inert medium en het diafragma ondergaat een strikte olie{2}}vrije en ontvettende behandeling om verbrandings- of explosierisico's in een met zuurstof-verrijkte omgeving te voorkomen, terwijl er ook voor wordt gezorgd dat de zuurstofzuiverheid voldoet aan de procesvereisten. Door gerichte selectie en veiligheidsontwerp wordt een stabiele en veilige werking van het elektrolytische water-waterstofproductiesysteem tijdens de gasuitvoerfase bereikt.
Aanbevolen producten
MDM7000 slimme druktransmitter
- Hoge nauwkeurigheid: Technologie maakt metingen mogelijk zonder grenzen. Beschikt over een tweede-generatie monosiliciumcomposietsensor, die een basisnauwkeurigheid van ±0,075% en ±0,05% bereikt, voor nauwkeurige en betrouwbare gegevens.
- Hoge stabiliteit: Consistente prestaties, consistent uitstekend. Biedt een turndown-verhouding van 100:1, lange-stabiliteit van ±0,1% SPAN per 10 jaar, hoge statische drukcapaciteit tot 42 MPa. Gecombineerd met een geïntegreerd membraansysteem, waardoor een stabiele werking op de lange- termijn wordt gegarandeerd en de onderhoudskosten worden verlaagd.
- Hoge betrouwbaarheid: Ingenieus ontwerp, gegarandeerde veiligheid. Maakt gebruik van een modulaire productarchitectuur en een dubbel-kamerontwerp. Voor corrosie- en kristallisatieprocessen wordt een Hastelloy C-membraan geselecteerd om corrosie- en kristallisatierisico's volledig te elimineren.
- Hoog beschermingsniveau: Meerdere certificeringen, uiterst-solide beveiliging. Behaalde TÜV SIL2 functionele veiligheidscertificering, voldoet aan NEPSI, ATEX, IECEx en andere internationale explosie-normen. Laserlasafdichtingstechnologie elimineert lekkagepaden, met een IP67-beschermingsgraad, waardoor een stabiele werking wordt gegarandeerd, zelfs in extreme omgevingen.
MFE600-E Elektromagnetische debietmeter
- Stabiele en betrouwbare gegevens: geschikt voor continue batchmeting.
- Eenvoudige installatie en onderhoud: geen breekbare onderdelen, lage onderhoudskosten.
- Binnenlandse leveringszekerheid: beheersbare levertijden, stabiel aanbod op de lange- termijn.
- Volwassen oplossing: op grote schaal aangepast voor toepassingsscenario's voor de productie van elektrolytische waterwaterstof.
