现场电解制氢是否符合您的氢气需求?

氢是全球使用量最高的工业化学品之一，利用其独特的物理和化学性质，为广泛的应用提供服务。其中一些应用包括:

• 作为保护载气在晶体生长，CVD涂层，半导体制造和焊接
• 作为化学原料，改性特种化学品和石化产品的性能，作为还原剂，稳定石油
• 作为一种高热量，清洁的燃料气体，应用于涉及热喷涂涂层，玻璃熔化和制造。
• 作为金属热处理中的还原气氛，如烧结、热处理、钎焊、浮法玻璃制造等。
• 在氮气/氢气中作为较低的成本，高性能，环境有利的替代品以氦检查。
• 作为氢冷发电机的填充气体;纯净的低密度氢气安全地提高了电力生产的效率。

工业氢气跨越的应用范围从氢气的SCF / D（标准立方英尺/天）的氢气用于特种晶体生长，泄漏检查到每天100毫米（每天百万标准立方英尺）氢化炼油厂。

鉴于广泛的使用率范围，不同的氢气供应方法已经发展以适应客户的要求。质子交换膜（PEM）水电解现场由NEL氢开发的现场氢气发生器服务于可能的小于中等尺寸用户市场的一部分，否则可以通过送氢的形式服务。

氢有几个特点，使运输和储存困难:

• 极低点火能
• 所有气体最宽的可燃性范围(空气中4%至75%)
• 从最大的开口泄漏的能力

氢被列为高度危险物质，其储存受到严格监管。相关规范文件包括国家防火协会标准NFPA 55或NFPA 2。

一般情况下，如果储存的氢气较多，应与其他现场操作保持较大的距离，因为储存大量的氢气会占用大量的场地空间。在美国，室内储氢的最大限度一般是2999 Scf——大约10个钢瓶。

在某些情况下，允许的室内储存受到诸如地震、其他易燃物或危险物质的存在、地面以上或以下的位置，或其他相关因素的限制。欧洲杯足球竞彩

在所有工业应用中，氢作为化学原料的使用具有最高的使用率。该应用始终采用现场氢气生成方法，其涉及在需要时产生氢，以防止需要大量的储氢。

这些大型化工厂利用改革家中的热量和催化剂从碳氢化合物和蒸汽中释放氢，以相对低的成本产生大量的氢，以满足高容量、24/7、稳定速率的过程需要。这样的改革者规模庞大，建造、拥有和运营成本高昂，并且有有限的调节范围。

尽管一些组织已经尝试将碳氢化合物重整用于较小的用途，但重整尚未被认为是用于氢需求在大约25,000 scf/h (600,000 scf/day)以下的商业用途。

质子交换膜（PEM）水电解氢气发生器为使用氢气重整而使用氢气的氢气剂提供操作，生产和安全成本效益。以前，这些用户必须使用递送和储存的氢气。

Amenable用户还可能有其他的操作需求，如有限的安装空间、高纯度、可变使用率、小于24/7的操作，以及快速许可、易于安装、操作和维护的需求。

通过PEM现场氢发生器，小到中等流量的加压，高纯度的氢可以以可预测的成本生产，氢库存接近于零。这些发电机可以改变生产速度以适应客户的要求。

目前，PEM现场制氢最适合于工业客户，使用频率小于3000 scf/h (~ 75000 scf/day)，尽管正在引进更大的系统，在某些情况下可以使更大的客户受益。

PEM现场气体生成具有许多吸引人的特性:

• 接近零的气体库存
• 无需安全检查和排2020欧洲杯下注官网放许可的紧凑型设备
• 极低的水含量和高气体纯度
• 通过根据需要改变氢递送的速率来负载
• 速度快，安装方便，操作简单，可靠性高，维护少
• 中气压力：足够高的压力，以允许浪涌储存载荷调平

虽然PEM现场制氢是一些客户理想的氢气供应方案，但它不是一个通用的解决方案。PEM现场氢气为任何认为上述任何或所有特性重要的客户提供最佳的经济效益。可选择交付、储存氢的客户有:

• 便携式或临时的氢需求
• 氢气流量要求不能预测，并且广泛变量
• 间歇使用氢气(可能一次几分钟，每天几次)
• 对他们来说，氢的纯度并不重要

氢的卡车交付是PEM现场氢在目标氢市场的竞争。传统上，包装加压气瓶的卡车运输已用于供应氢气，或散装氢气作为低温液体或压缩气体运输和储存。使用交付氢气的客户将使用高达100,000+ scf/d的氢气。

每年都有成百上千的PEM现场制氢系统替代工业应用中交付的氢气。这使得标准化和降低系统成本成为可能，确保以最低的总体成本获得最佳性能。

NEL氢气专注于开发高度适应的标准化系统，在对潜在客户的重要性方面提供最佳性能，同时可以在可能的情况下省钱。凭借大型近乎相同的单位和稳健的服务能力，NEL氢气已经能够使用现场性能作为对设计和制造工艺的反馈，不断提高发电机性能，价格竞争力和可靠性。

NEL氢气的PEM现场氢气发生器是工厂制造和标准化的，以满足全球合规组织的具有挑战性和安全标准。2020欧洲杯下注官网满足这些标准的设备可以在全球范围内使用，任何特定区域设置的符合性问题的风险最小。质子的现场氢气发生器符合适用的UL，CSA和CE ATEX要求。

氢气纯度

PEM现场电解涉及分裂水制作氢产品气体，这是极纯净的 - 99.9995 +％或更好 - 以及副产物氧气。根据客户使用氢气的情况，氢纯度的重要性可能与客户不同。

使用交付氢的客户为高度纯净的氢气支付了相当大的价格，而较小的用户通常会更高，因为分析价格是半固定的，但通过交付批次尺寸分配。用于分析液体氢拖车的价格在拖车中的整个1.2mm的氢气SCF上分配，而分析圆筒的成本将被充电到该汽缸中的200-300℃的氢气。

有需要提供三件事材的质量认证支付 - 准备送货批量（圆柱，多包或拖车），准备填充和填充它，在批处理中进行质量验证，以及质量的时间确认。

气相色谱(GC)通常用于质量验证的初级分析。检测限制越低，质量规范越详细，GC运行所花的时间就越长。

如果需要每种填充批次，则必须对给定量的氢气进行更多的测试，以便这些递送含有较小的批次。批次尺寸对于圆柱体的用户最小，每批都像每个气缸一样小。管拖车氢的使用者，其在大“批次”中制造并递送，较少支付，而液体氢的使用者较小的溢价。

一个有用的经验法则是，对于已交付的气瓶，每一个纯度超过99.95%工业级纯度的“9”，例如99.99%或99.999%或99.9999%，都会导致每个气瓶的价格翻倍。因此，一个25美元/缸99.95%工业级的氢很容易变成一个200美元或更高成本的氢缸，这是由于需要在小缸批量中实现、证明和记录所需的纯度。对于电子质量的氢来说，这一点尤其明显。

使用高纯度氢气的成本因其高昂的价格而大幅增加。因此，PEM现场制氢本质上提供优质氢气，对高纯度氢气的用户尤其有吸引力。

零库存氢气

Nel Hydrogen基本上使用零库存生产方法来设计其PEM现场氢系统。例如，C30型氢气发生器可输送30 N⋅m³/h (1140 scf/hr, 2.7 kg/h)的氢气，但在100%运转时，内部氢含量仅为14 g (6 scf)。

在设施排气系统的安全性，合规性和减少投资是零库存氢气供应的益处。最小化加压内部血管的尺寸使NEL氢气能够低于最低阈值，以获得大多数国家和区域加压气体限制。

Load-Following

PEM现场氢系统可以根据用户的氢需求从0%交付到100%的容量，通过调整生产来匹配氢的使用速率，而不使用额外的电力或浪费氢。电化学制氢的特性有助于实现可变的氢气输送，而不影响操作效率、浪费氢气或改变产品质量。

用于缓冲储存的加压氢

PEM现场氢气发生器不仅能够负载下移，而且还可以制备加压氢。这可以与浪涌储氢一起使用，以满足顾客的可变氢气流量要求，这些氢气流量要求有时超出普通负载换档的能力。

这样，一个较小的氢发生器可以作为一个可变速率的氢需求，有时可能超过氢发生器的容量。这是如何帮助的例子包括:

• 氢发生器尺寸的尺寸可用于送入批量炉，但浪涌储存允许炉子快速填充
• 间歇运行但速率高的手电筒可以通过电涌存储来供电，在有限的时间内满足几乎无限的流量
• 对于半导体应用，提供少量的喘振存储能力可以防止压力下降，如果质量流量控制器突然打开

运营效率和可扩展性

对于多个过程，小规模系统的运行效率低于同类型的大型系统。然而，由于电化学制氢的特性，现代PEM现场制氢系统在较小的规模下不会失去效率。此外，该系统可以在各种环境条件下运行。

NEL氢气的PEM氢发电机采用模块化，可膨胀设计，使氢气发生器能够在需要容纳增长时快速扩展。例如，NEL氢化机制C10氢发电机可以制备氢气最多10n⋅m³/ h（约380 scf / h）。该装置可以在机柜内和客户网站内扩展到C20或C30单元，其容量高达30n⋅m³/ h的氢气（约1140 scf / h）。

电气率

以美元每kW⋅h计算的电费在美国和世界各地差别很大，甚至根据特定地点的具体特征或安排而定。在不考虑其他因素的情况下，电力成本较低的站点发现PEM现场氢的价格比电价较高的站点更具竞争力。

例如，以0.06 /kW⋅h的工业电气速率，PEM氢气发生器将使氢气制成每100个SCF可变成本约为1.00美元;虽然在工业能力的更高电气成本领域的相同氢气，但每千瓦时的工业能力0.12或以上的价格将超过每100个SCF可变成本2.00多美元。在电速率较低的区域中，PEM电解产生的氢气的成本可以更少。

发电厂——尤其是电力受到监管地区的基负荷发电厂——的电力成本可能特别低。这些植物的低电成本是由于电力在栅栏可以定价为寄生在其可变成本,导致电成本在0.03到0.04美元每千瓦⋅h范围内,甚至在一些地区其他客户的利率可能会高得多。

随着越来越多的市场为更便宜的夜间电力提供日间选择，一种全新的使用PEM电解制氢的省钱选择可能会在商业上具有吸引力。

可移植性和重新定位的能力

出于实际目的，大多数氢的应用都是固定的。例如，热处理设施在固定位置的熔炉中使用氢，发电厂在工厂的生命周期中在固定位置使用氢。一些客户在需要便携性的应用程序中使用氢，例如用于需要便携性的工作的氢手电筒。

典型的PEM制氢器的设计(例如体积、重量、固定连接)使它们非常适合固定用途，而不是需要便携性的应用。氢钢瓶可能是便携式应用程序的更好选择。

相比之下，PEM制氢器可能是位于临时或租用设施的客户的更好的解决方案，特别是对于每周需要几缸氢气的氢用户。使用PEM现场氢气，可降低或完全避免所需的永久氢气输送和分配基础设施的成本，使其具有优势。

外部储氢的基础和其他基础设施，从送货区域到建筑物内使用区域的内部管道的成本，以及从氢送/储存区域到建筑物的地下管道是一些避免的成本。

对于租来的设备每周氢气使用量大于几个钢瓶的客户来说，使用氢气发电可能是有益的，它可以直接放置在使用区域附近，并且当客户扩大和搬到新的设备时可以重新安置。当客户搬迁或扩建时，在管道和基础上的投资(甚至可能以额外的成本移除)可以通过氢气发生器的方法最小化。

2020欧洲杯下注官网设备成本分配和变量对固定成本

PEM现场制氢装置是主要设备。2020欧洲杯下注官网影响制氢成本的三个关键因素:

• 购买和安装制氢系统的成本及其使用寿命
• 用于生产氢的能源的可变成本
• 服务和维护费用

通常，对于PEM现场氢气产生，氢的总成本约为半可变成本（其中90％是电力，维护和DI水化构成其余的）和半资本（固定）成本。这是一个比通常氢气的含量的更大比例成本。

因此，当每天使用几个小时的氢气时，PEM现场氢气特别有吸引力，因此固定成本可以分配到更多的时间。然而，在氢气相对每天使用几个小时的情况下，供应的氢气可能更经济

对于使用PEM现场设备的人，如果氢气使用时间的增加，则来2020欧洲杯下注官网自PEM现场氢收的整个氢成本快速减少，因为固定成本在更长时间内分配。

对于那些使用交付钢瓶提供氢气的人来说，氢气主要是可变成本。汽缸的租金和运输费用通常是适度的。对于那些使用最小体积的容器，只要容器的使用量保持在较低的水平，容器的管道设施就可以是最小的(只要库存低于2999 scf，通常是允许的)。

虽然汽缸中氢的价格相对较高，但对于某些客户，优选具有使用氢的灵活性，并且具有遵循分子的成本。这对于发起新过程的客户或服务要求估计的客户的要求尤其如此，或者在无法估计其无法估计他们将来使用氢的所有情况，或者多少。

随着氢气使用量的增长，已交付的氢气钢瓶的缺点超过优点，使替代品更具吸引力。

氢缸供应的缺点包括:

• 更换时，油缸处理和杂质进入系统
• 气缸气体的成本，特别是对于更好的成绩
• 由于每个钢瓶只含有相对少量的氢，因此可能出现跳动
• 汽缸的租赁费用和交付费用
• 潜在的质量变化，因为供应商补充工业级别的氢气瓶从以前的用户脚跟

结论

使用高达75000 scf/d氢气的客户应考虑使用PEM现场氢气供应选项。客户应该提前计划并考虑到他们的氢供应合同的时间要求，这样他们就可以在合同允许的情况下做出更改。

这些信息来源于Nel Hydrogen提供的材料。欧洲杯足球竞彩

有关此来源的更多信息，请访问Nel氢。