大陆制氢设备赵迎春：单台1000m³/h水电解制氢装罝的研发与生产过程

2018年 11 月 6-8日，第一届中国（佛山）国际绿色技术及产品推介会暨第二届中国（佛山）国际氢能与燃料电池技术及产品推介会（CHFC2018）将在佛山南海千灯湖举办。“氢听剧场”作为推介会极具特色的活动之一，将于11月6-7日在国内馆C1-11召开，旨在为氢能与燃料电池领域的前沿理念、核心技术、创新产品提供绝佳的“秀”舞台。能见App全程直播本次大会。

天津市大陆制氢设备有限公司赵迎春出席本次大会，在“氢能产业链建设论坛”环节，作题为“单台1000m³/h水电解制氢装罝的研发与生产过程”的主旨演讲。

主要观点：

水电解制氢的核心就是电解槽。电解槽如果按常规进行设计和生产，它会碰到很多难题，1000立方米的电解槽的长度要达到8.6米，重量近60吨。

要想电解槽小，电极是关键。我们研发新型电极，提高电流密度，针对大型电解槽，通过实验研究了新型电极料，并在电解槽生产中进行的应用，应用到1000立方米的电解槽上。

新型隔膜代替传统石棉隔膜。石棉隔膜厚度是3.2，这样造成电极之间的两个问题，第一石棉这一块国家已经控制，第二石棉膜比较厚，它的寿命也还是不错，比较厚能耗就会高，因为提高电流密度情况下还要降低它的能耗，能耗提高了就不是你专业人士干的事儿了。我们采用了非棉隔膜，这个膜有编织膜、表面涂层膜。

密封材料炫影塑料和金。密封不好一旦发生泄露，对环境、对人员各方面都造成伤害。要满足电解槽的伸缩力，我们采用的是塑料合金，这也是我们的独特专利。

除了电解槽以外，还有供电系统、电解槽的加工以及焊接，我们做了很多创新。

我们不仅仅限于1000立方米，我们要把这个容量做大，不增加电解槽体积情况下，尽量把容量做大一点能够做到1500立方米。我们也搞纯水，现在推向市场，既要考虑它的实用性，还得考虑它的经济性。简化我们的流程、降低我们的成本。

赵迎春：

各位专家、各位同行早上好，今天我主要跟大家说一说1000立方米水电解制氢设备的研发与生产。

刚才韩武林韩总已经谈到了加氢，这个加氢站顾名思义加的是什么？加的是氢，我这里重点说一下水电解制氢这一块。刚才也有朋友问了一下氢这一块的来源，韩先生已经说得很清楚，看那个蓝皮书。电解水质氢这一块无疑对制氢这个行业产生的氢气，因为它纯度比较高。大家知道，水就是H2o，通过电解以后产生两个清洁能源，什么杂质没有，其他二次污染进去的那个好处理。现在从国内来讲搞制氢设备的没有几家，因为里面确实有很多的技术问题，这个学科不是单一学科，是一个综合体，大陆公司已经沉淀了几十年，也在做这个事情，下面我谈一谈国内现在容量最大的，而且在世界上也是最大的制氢设备，跟大家分享一下。

研发背景。我们现在用的电通常是通过火力发电过来的。这一块我们特别希望的是什么？国家重视能源以后，对风电、水电、核电，当然这里面主要是弃风、弃水，包括太阳能怎么样综合利用，把它们的电转化成氢气，供下一步加氢站和燃料电池使用，当然也可以作为天然气里面的加氢，要把它利用起来。现在氢能一旦解决了燃料电池瓶颈问题，它会呈现一个爆发式的增长，特别是广东佛山南海这边，现在在氢能方面已经走到了前列，大家已经看到这个规模，也看到这个气势了。在这种状况下，作为大陆公司，就要把重点放在研发超大型水电解制氢装置上。

IHT公司1948年就开始从事电解槽制氢，都是搞长压的，做到最大的应该是760立方米。大陆公司要做这一块工作，大陆公司坐落在天津，成立1994年，一支专业队伍干制氢行业从设计、研发一直到最后生产，都干了好几十年。制氢完了以后，如果用户需要更高纯的氢气，特别是燃料电池，它的纯度要求都比较高，我们做了氢气终端纯化，通过两级纯化，已经在6个9以上。我们的原有能力从5立方米到200立方米上集装箱式的，我们已经生产了20多台套，国内有、国外有，出口比较多。我们公司有多年多套600立方米水电解制氢设备，用户反映非常良好。迄今为止600立方米我们已经20多台套，出口到欧洲比较多，北欧的芬兰、冰岛、挪威、丹麦都是利用水电和风电制氢，所以要求600立方米的大型设备，我们出口到欧洲也不容易，我们CE做得比较好，如果CE做得不好的话他就会把你踢出来。去年我们代表我们这个行业参加了汉诺威的国际工业展会，也受到非常好的评价。2014年10月16日我们在云南氢专业委员会有一个技术交流，当时我们就推出了800立方米的设计构想。因为搞大制氢跟小的相比来说，搞大的成本要低得多。纯水现在有200多立方米的，过去讲国外进来最大是50立方米，它是并联的，而我们这个是单台单套的。这是我们在北欧运行的600立方米的制氢设备，这套设备迄今为止已经运行了4年。

水电解制氢的核心就是电解槽。电解槽如果按常规进行设计和生产，它会碰到很多难题。首先一个问题，1000立方米的电解槽的长度要达到8.6米，重量近60吨。这么大的体积，电解槽是一片一片一个电极一个电极叠加起来的，在叠加过程当中，因为要有一定的压力，有压力的话，这么多组电极极组合在一起，它就容易出现泄露问题，又长、又重、体积又大要固定死它，固定完了以后固定不好的话，电解槽还会下垂，下垂就会整体变形，影响就非常大。在这个问题上，我们必须要考虑一个问题，还要缩小它的体积，缩小体积就要提高电流密度。只有电流密度提高了，电解槽才能够做得小一点。我们生产的1000立方米电解槽，我们的长度只有6米。原先是8.6米，现在只有6米，重量只有40吨。

要想电解槽做得比较小一点，首先一个问题，电极是关键。我们研发新型电极，提高电流密度，针对大型电解槽碱液韩启度高的问题，通过实验研究了新型电极料，并在电解槽生产中进行的应用，应用到1000立方米的电解槽上。

第二个是隔膜的研发。隔膜的研发必须要取代传统的石棉隔膜。石棉隔膜厚度是3.2，这样造成电极之间的两个问题，第一石棉这一块国家已经控制，第二石棉膜比较厚，它的寿命也还是不错，比较厚能耗就会高，因为提高电流密度情况下还要降低它的能耗，能耗提高了就不是你专业人士干的事儿了。我们采用了非棉隔膜，这个膜有编织膜、表面涂层膜。

第三个是密封材料。密封不好一旦发生泄露，对环境、对人员各方面都造成伤害，所以电解槽制氢这是非常关键的关键点，我们要充分考虑，要满足电解槽的伸缩力，要采用什么样的材料。我们采用的是塑料合金，这也是我们的独特专利。

除了电解槽以外，就是供电系统。首先电解槽外面有一个供电系统，用的是直流电，直流电就要考虑到其他方面会不会对网电造成威胁。过去常规使用是三相全控桥，现在使用的是12脉波+有载调压整流方式或24脉波+有载调压整流方式。

下一步就要进行电解槽的加工。电解槽的极板加工必须考虑它的平整度，怎么样控制这个平整度，极框直径达到2米，在这情况下要考虑到变形，特别是要考虑到主机板和极框焊接时的变形。电解完了的气体和液体一块，通过强力循环方式带到分离器进行分离，一片一片极板组成，每一个极板上都有它的气道孔和液道孔，这种情况下必须考虑它的垂直度。如果一旦发生偏差，将近6米的槽体，里面孔径都不大，一旦发生偏差，就达不到工艺的要求，所以垂直度非常关键，这是技术上要进行保证的。

剩下的问题就是焊接。这个焊接主要指附属设备，我们叫附属设备框架焊接。框架也分气道和液道，特别是液道腐蚀等相关问题都要进行考虑，就要严格控制焊接质量。

这是两套1000立方米的，我们是提供给新疆的，发货之前也提供了6套600立方米的制氢设备。60吨的吊装要考虑到运输和体积问题、重量问题，小一点的话就好办，但是我们为了安全起见采用100吨的吊装装置来进行装车。这是现场情况，要放进去的话也费一点劲，从事这一项工作的同仁们应该是比较清楚的。

作为公司来说，不仅仅限于1000立方米，我们要追求更高、更远，我们还要再把这个容量做大，不增加电解槽体积情况下，尽量把容量做大一点能够做到1500立方米。我们也搞纯水，现在推向市场，既要考虑它的实用性，还得考虑它的经济性。纯水电解最大的问题是它的成本特别高，这里主要使用的是贵金属。目前50立方米的制氢要采用并联的话，做到1000立方米就需要20台套电解槽，而我一套就解决了。我这1000立方米的就一套，也就是一千万左右，50立方米一套可能就达到几百万，那么他20台加起来这是多少钱？大家一算就清楚了，所以从经济上来讲我们还必须要搞大的。

这就要提高设备压力，就要提高密封性，把密封材料做得更好一点，这里就要简化我们的流程、降低我们的成本，然后寻找一些做得更好的电解替代品。

好，谢谢大家！

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