PEM- водородные генераторы HOGEN пр-ва (США)

Компания Proton OnSite (США) с 1996 года разрабатывает и производит водородные генераторы, использующие новейший принцип электролитического разложения деионизированной воды на протонно-обменной мембране (англ. PEM, аббревиатура с двойным значением: 1) proton exchange membrane = протонно-обменная мембрана и 2) polymer electrolyte membrane = полимерная электролитическая мембрана), без использования «традиционного» жидкого щелочного электролита. Технология выработки водорода путем электролиза воды на твердополимерной мембране была разработана в 50-е года XX века, но на коммерческой основе оборудование для ее воплощения на практике начало производиться лишь в 90-е годы - и общемировое лидерство в области производства систем для промышленного производства водорода с помощью технологии PEM захватила и продолжает удерживать компания Proton OnSite.

В основе PEM- водородного генератора находится электролизер, состоящий из анода и катода, разделенных электролитом. Электролит в таких генераторах представлен не «классическим» раствором едкого натра NaOH или едкого кали KOH, а электролитической мембраной тз твердого полимерного материала. Кратко, принцип работы протонно-обменной мембраны можно описать следующим образом:

Деионизированная вода разлагается на аноде с образованием кислорода и заряженных положительно ионов водорода (протонов):
2H₂O → O₂ + 4H⁺ + 4e^-

Свободные электроны перемещаются к катоду по внешнему контуру, а ионы водорода переходят туда же через мембрану. На катоде, ионы водорода объединяются с электронами с образованием газообразного водорода:
4H⁺ + 4e^- → 2H₂

Мембранные водородные генераторы серии HOGEN имеют, по сравнению с традиционными щелочно-электролитными системами, следующие преимущества:

Водородные генераторы на основе протонно-обменных мембран стандартно, без использования какого-либо дополнительного оборудования, обеспечивают чистоту вырабатываемого водорода на уровне 99,9995% по сравнению с обычными для щелочно-электролитных установок 99...99,8%.

Бóльшая безопасность. Несмотря на то, что, конечно, водород, вырабатываемый PEM-водородными установками, по-прежнему остается горючим, а в смесях с кислородом в определенных пропорциях даже взрывоопасным газом, отсутствие в PEM-генераторах щелочного электролита все же повышает безопасность их эксплуатации и обслуживания - как за счет собственно исключения необходимости в обращении с этим опасным химикатом, так и за счет упрощения конструкции водородной установки. Минимальный объем водорода, содержащегося в свободной газообразной форме внутри генератора в каждый момент времени, дополнительно минимизирует опасность при эксплуатации.

С исчезновением щелочного электролита, пропадает и необходимость в регулярной, трудоемкой и довольно опасной процедуре его замены. Водородный генератор HOGEN не требует планового технического обслуживания.

Установки серии HOGEN снабжены современным и удобным пользовательским интерфейсом с отображением всех значимых параметров работы в режиме реального времени. Микропроцессорная система управления обеспечивает автоматическую работу водородного генератора, надежную защиту от неполадок в работе с гарантированным отключением при их все-таки возникновении, а также динамическую самоподстраиваемость производительности генератора вод фактически имеющееся потребление газа.

HOGEN S
Нажмите для увеличения

Генератор HOGEN S
Нажмите для увеличения

Генератор HOGEN H
Нажмите для увеличения

Генератор HOGEN C
Нажмите для увеличения

Устаревший генератор Proton тип PES01156F
Нажмите для увеличения

Его «шильдик»
Нажмите для увеличения

Клавиши управления
Нажмите для увеличения

Технические характеристики

Тип	Q, Нм³/ч^[1]	p_ном, бар(и)	кВт·ч/Нм³	^v/_v^[2]	Вода, л/ч^[3]	Охлаждение	Тепловая нагрузка, кВт	Питание	ДхШхВ, см	Масса, кг
Серия S
S10	0,265	13,8	6,7	99,9995%	0,235	Воздушное	≤1,1	230В±10%˜50Гц	79х97x107	216
S20	0,53	13,8	6,7	99,9995%	0,47	Воздушное	≤2,2	230В±10%˜50Гц	79х97x107	216
S30	1,05	13,8	6,7	99,9995%	0,94	Воздушное	≤4,3	230В±10%˜50Гц	79х97x107	216
Серия H
H2m	2	15^[4]	7,3	99,9995%	1,83	Жидкостное	≤8,1	400В±5%˜50Гц	180х81x191	682
H4m	4	15^[4]	7,0	99,9995%	3,66	Жидкостное	≤16,1	400В±5%˜50Гц	180х81x191	727
H6m	6	15^[4]	6,8	99,9995%	5,50	Жидкостное	≤23,7	400В±5%˜50Гц	180х81x191	773
Серия C
C10	10	30	6,0	99,9998%	9	Жидкостное	≤28,7+4,8⁵	400В±5%˜50Гц	239х91x183+ 189x91x183^[6]	2041
C20	20	30	5,9	99,9998%	17,9	Жидкостное	≤58,4+8,4^[5]	400В±5%˜50Гц	239х91x183+ 189x91x183^[6]	2449
C30	30	30	5,8	99,9998%	16,9	Жидкостное	≤88,1+12,1^[5]	400В±5%˜50Гц	239х91x183+ 189x91x183^[6]	2812

Примечания:
^[1] Производительность указана приведенной к нормальным условиям (абсолютное давление 1 бар, температура 0°C).
^[2] Расчетное содержание примесей в получаемом водороде для чистоты 99,9995%: вапоризованная влага < 5 ppm (температура точки росы -65°C), N₂ < 2 ppm, O₂ < 1 ppm, содержение прочих примесей в пределах погрешности измерений. Для чистоты 99,9998%: вапоризованная влага < 2 ppm (температура точки росы -72°C), N₂ < 2 ppm, O₂ < 1 ppm, содержение прочих примесей в пределах погрешности измерений.
^[3] Потребление деионизированной воды при максимальной загрузке. Необходима деионизированная вода качества не хуже ASTM тип II (электрическая проводимость < 1 мкСм/см - сопротивление > 1 МОм/см), желательно же использовать воду качества не хуже ASTM тип I (электропроводность < 0,1 мкСм/см - сопротивление > 10 МОм/см). Допустимая температура деионизированной воды от +5°C до +35°C, допустимое избыточное давление от 1,5 до 4 бар.
^[4] Стандартно избыточное давление водорода 15 бар, опционально - 30 бар.
^[5] После символа «плюс» указано тепловыделение осушителя водорода, имеющегося у водородных генераторов серии HOGEN C (именно осушитель обеспечивает более низкую температуру точки росы водорода у генераторов C, по сравнению с установками серий HOGEN S и H).
^[6] Генераторы серии C собираются в виде двух установочных модулей, один из которых вмещает в себя собственно контур генерирования водорода и вспомогательные устройства, а второй является силовым модулем, от которого подается постоянный ток на электролизер (первый модуль).