دليل لأفضل المتخصصين في صناعة إعادة تدوير المحلل الكهربائي

دونغشنغ هي أشهر شركة لإعادة تدوير المعادن الثمينة في العالم ، وتتمتع بخبرة واسعة في إعادة تدوير أجهزة التحليل الكهربائي مقارنةً بنظيراتها، وذلك بفضل تاريخها الطويل في إعادة تدوير المعادن الثمينة صناعيًا، كما أنها تضع معايير صناعية لأسعار إعادة تدوير أجهزة التحليل الكهربائي! إذا كنت ترغب في تحقيق أداء جيد في إعادة تدوير أجهزة التحليل الكهربائي، فعليك تحديد سعر إعادة تدوير أجهزة التحليل الكهربائي المُهدرة.

صفحة حلول صناعة المحلل الكهربائي ذات الصلة: معدات إنتاج الهيدروجين ، التحليل الكهربائي لمياه البحر .

من أجل تعزيز الوعي والاحترافية في الصناعة بأكملها، قامت شركة DONGSHENG بتحرير هذه المقالة للمساهمة في قضية حماية البيئة العالمية.

الخصائص التقنية والمزايا للمعدات

مُحلِّل كهربائي قلوي (مُحلِّل كهربائي قلوي): يعمل هذا المُحلِّل الكهربائي بمحلول هيدروكسيد البوتاسيوم (KOH) كمحلول كهربائي ومحفز قائم على النيكل، عند درجة حرارة تتراوح بين 70 و90 درجة مئوية وضغط ≤ 30 بار، بطاقة تصل إلى 20 ميجاوات (مثل thyssenkrupp nucera). ومن مزاياه انخفاض تكلفته (دون الحاجة إلى معادن ثمينة)، وعمره الافتراضي الطويل (أكثر من 60,000 ساعة)، وسهولة صيانته، ونطاق استجابة ديناميكي واسع (10%-100%)، كما هو مُتمثل في EcoLyzer A600 (600 نيوتن متر مكعب/ساعة). 

محلل كهربائي بغشاء تبادل البروتون (PEM ): باستخدام أغشية حمض السلفونيك المفلور (PFSA) وحفازات البلاتين/الإيريديوم، صُمم محلل PEM الكهربائي للتحليل الكهربائي باستخدام الماء النقي، بضغوط تشغيل تصل إلى 10-30 بار، وزمن استجابة يبلغ ثوانٍ، ونقاء هيدروجين يزيد عن 99.999%. تصميمه المدمج وكفاءته العالية (كفاءة HHV تتراوح بين 89-99%) تجعله مناسبًا بشكل خاص لمصادر الطاقة المتقلبة مثل طاقة الرياح، والمتمثلة في HyLYZER™ (2.2 نيوتن متر مكعب/ساعة) وLightBridge LBE-P50LC (50 كيلو واط). 

خلية التحليل الكهربائي للأكسيد الصلب (SOEC): تُحلل بخار الماء كهربائيًا عند درجة حرارة 700-800 درجة مئوية، باستخدام إلكتروليت سيراميكي، وتستهلك طاقة لا تتجاوز 37.7 كيلوواط/ساعة/كجم من الهيدروجين، بكفاءة أعلى بنسبة 25% من المحللات الكهربائية منخفضة الحرارة، ويمكنها إنتاج غاز اصطناعي والاستفادة من الحرارة الصناعية المهدرة، إلا أن مشكلة التحلل في درجات الحرارة العالية لم تُحل بعد. ومن المشاريع النموذجية نظام بلوم إنرجي بقدرة 4 ميجاواط لوكالة ناسا (2.4 طن من الهيدروجين يوميًا). 

يجمع جهاز التحليل الكهربائي AEM (جهاز التحليل الكهربائي بغشاء التبادل الأنيوني) بين مزايا الخزانات القلوية وتقنية غشاء التبادل البروتوني (PEM)، باستخدام أغشية أنيونية ومحفزات معادن غير ثمينة (مثل النيكل)، ويعمل عند درجة حرارة تتراوح بين 60 و80 درجة مئوية. وهو أقل تكلفة بنسبة 80% من غشاء التبادل البروتوني، ولا يحتوي على مركبات مشبعة بالفلور. وقد حققت أحدث التقنيات، مثل Ecolectro، كثافة تيار تزيد عن 4 أمبير/سم² وكفاءة تزيد عن 74%، إلا أن متانة الغشاء لا تزال بحاجة إلى تحسين. 

معدات دعم معالجة المياه وإنتاج الهيدروجين مطلوب ماء نقي للغاية (موصلية <1 μS/cm)، بالاعتماد على أنظمة التناضح العكسي أو إزالة الأيونات؛ تتطلب معالجة الهيدروجين ضواغط (على سبيل المثال، SOEC مضغوط مسبقًا إلى 15 رطل/بوصة مربعة)، ومجففات، وخزانات تخزين الهيدروجين.

سيناريوهات التطبيق والملاءمة الصناعية

يتم تحديد السيناريوهات الصناعية للمحللات الكهربائية المختلفة حسب الكفاءة والتكلفة وظروف التشغيل:

يعد المحلل الكهربائي القلوي مناسبًا للمصانع الكيميائية واسعة النطاق (مثل مصانع تصنيع الأمونيا ومصافي النفط) التي تتطلب إمدادًا مستمرًا ومستقرًا بالهيدروجين، ومن الأمثلة النموذجية على ذلك Sinopec Hydrocarbon Steam Reformer. 

تُستخدم أجهزة التحليل الكهربائي PEM بشكل أساسي في إنتاج الهيدروجين من الطاقة المتجددة (على سبيل المثال مشاريع اقتران الرياح / الطاقة الشمسية الكهروضوئية) ومحطات تزويد الهيدروجين بالوقود بسبب استجابتها السريعة وحجمها الصغير، ومن الأمثلة النموذجية على ذلك مشروع ITM Power 100 ميجاوات في راينلاند. 

يعد جهاز التحليل الكهربائي SOEC مناسبًا للسيناريوهات الصناعية ذات درجات الحرارة المرتفعة (مثل مصانع الصلب ومحطات الطاقة النووية)، ومن الأمثلة النموذجية على ذلك مشروع إزالة الكربون من مصفاة شل. 

محلل كهربائي AEM تم منحه الأولوية لسيناريوهات إنتاج الهيدروجين الموزعة (إمدادات الطاقة المجتمعية، المصانع الصغيرة) بسبب ميزة التكلفة المنخفضة، على سبيل المثال مشروع المرافق التابع لشركة Ecolectro. 

قيمة إعادة التدوير والتقنيات الرئيسية

تركز إعادة تدوير المحلل الكهربائي على المواد ذات القيمة العالية والتخلص منها بطريقة صديقة للبيئة:

محلل كهربائي PEM تعتبر الألواح ثنائية القطب المصنوعة من التيتانيوم (التي يتم استردادها بسعر 3-10 دولارات أمريكية/كجم) وحفازات البلاتين/الإيريديوم (>6000 دولار أمريكي/كجم) هي الأعلى قيمة، ولكن أغشية حمض البيرفلورو سلفونيك (PFAS) تتطلب معالجة بالتحلل الحراري عالية الحرارة. 

محلل كهربائي قلوي/AEM استعادة أقطاب النيكل (2.5-6.8 دولار/كجم) والمكونات الهيكلية المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ، حيث تعد عملية AEM هي أبسط عملية بسبب عدم وجود المعادن الثمينة والمركبات المفلورة. 

تحتاج الإلكتروليتات الخزفية (على سبيل المثال زركونيا المستقرة بالإتريوم) وأقطاب الوقود القائمة على النيكل في جهاز التحليل الكهربائي SOEC إلى إعادة تدوير احترافية، ولكن تكلفة إعادة تدوير السيراميك بعد التكسير مرتفعة. 

يمكن إعادة صهر المعادن المستردة لاستخدامها في معدات جديدة، ويتم تجديد المحفز عن طريق الاستخلاص الكيميائي، ويتم حرق الأجزاء البلاستيكية لتوليد الكهرباء لاستخدامها في الطاقة. 

يجب أن يتكامل اختيار مسار تكنولوجيا المحلل الكهربائي مع متطلبات المشهد: 

يُفضل استخدام المحلل الكهربائي القلوي في القواعد الصناعية واسعة النطاق سعياً لتحقيق التكلفة المنخفضة والاستقرار؛

تعتبر تقنية PEM مناسبة لإنتاج الهيدروجين من خلال الطاقة المتجددة عندما تكون هناك حاجة إلى استجابة سريعة وهيدروجين عالي النقاء؛

يمكن لمصانع الصلب أو محطات الطاقة النووية التي تحتوي على موارد الحرارة المهدرة الاستفادة من SOEC لزيادة الكفاءة بنسبة 25٪؛

تعتبر AEM مناسبة للسيناريوهات الموزعة ذات النطاق الصغير والمتوسط (على سبيل المثال، إمدادات الطاقة المجتمعية) من أجل تحقيق مزايا التكلفة والحماية البيئية. 

وستعتمد الاختراقات التكنولوجية المستقبلية على الابتكارات المادية (على سبيل المثال، محفزات المعادن غير الثمينة AEM) ونضج تكنولوجيا إعادة التدوير، في حين سيكون تحسين استهلاك الطاقة في النظام الداعم (على سبيل المثال، استخدام الحرارة المهدرة SOEC) هو المفتاح لخفض التكاليف.