Veolia EDI Membrane Stacks pour le traitement de l'eau à l'hydrogène vert et aux piles à combustible

La production d'hydrogène vert repose sur l'électrolyse de l'eau pour diviser l'eau en hydrogène et en oxygène.nécessitent une qualité de l'eau d'alimentation soigneusement contrôlée pour maintenir un fonctionnement stable, protéger les composants sensibles et réduire les besoins en maintenance.

L'eau contenant des sels dissous, de la dureté, de la silice, du fer, du chlorure ou d'autres contaminants ioniques peut entraîner des problèmes de conductivité, une contamination de la membrane, une écaillage ou une diminution des performances de l'électrolyseur.

Un système de traitement combinant osmose inverse etDes piles à membrane Veolia EDIpeut produire de l'eau désionisée de haute pureté pour les électrolyseurs, les installations de production d'hydrogène et certaines applications de piles à combustible.

Défis de la qualité de l'eau dans la production d'hydrogène

L'eau utilisée dans les électrolyseurs peut contenir:

• Dureté du calcium et du magnésium

• Ions sodium et potassium

• Chlorure et sulfate

• D'autres matériaux

• Fer et manganèse

• Dioxyde de carbone dissous

• Particules en suspension

• Contaminants organiques

• Les micro-organismes

Si ces impuretés ne sont pas contrôlées de manière adéquate, elles peuvent entraîner:

• Augmentation de la conductivité de l'eau

• Mise à l'échelle des composants du système

• Contamination de l'eau d'alimentation des électrolyseurs

• Performance réduite de membrane ou d'électrode

• Une fréquence de maintenance plus élevée

• Production instable d'hydrogène

• Augmentation des coûts de remplacement

• Efficacité de fonctionnement réduite

• Arrêt plus fréquent du système

Les principaux défis auxquels sont confrontés les producteurs d'hydrogène sont:

Comment fournir de l'eau de haute pureté constante à l'électrolyseur tout en contrôlant les coûts d'exploitation, la consommation de produits chimiques et l'entretien de l'équipement.

Comment fonctionnent les piles à membrane Veolia EDI

L'EDI est normalement installée après osmose inverse comme étape finale de déionisation ou de polissage.

Le processus de traitement se déroule généralement comme suit:

1. Le prétraitement élimine les solides en suspension, le chlore, la dureté et autres contaminants.

2. L'osmose inverse élimine la plupart des sels dissous et des impuretés organiques.

3. L'oxyde d'oxyde de carbone pénètre dans la membrane de Veolia EDI.

4. Les médias d'échange ionique capturent les cations et anions restants.

5. Un champ électrique appliqué déplace les ions à travers des membranes sélectives.

6. L'eau produite quitte les compartiments dilués avec une teneur en ions significativement réduite.

7. L'eau concentrée transporte les ions éliminés hors du flux de produit.

Un flux de processus typique est:

Eau brute → Prétraitement → Osmose inverse → Veolia EDI Membrane Stack → Filtration finale ou traitement UV → réservoir d'eau de haute pureté → électrolyseur

La configuration finale dépend de la technologie de l'électrolyseur, des exigences du fabricant, de la composition de l'eau d'alimentation, de la conductivité requise, du débit et de l'échelle du projet.

Applications dans l'industrie de l'hydrogène

Électrolyseurs PEM

Les électrolyseurs PEM nécessitent généralement de l'eau de haute pureté pour protéger la membrane d'échange de protons, les couches de catalyseur et les composants du système associés.L'EDI peut être utilisé en aval de l'OR pour polir l'eau avant qu'elle n'entre dans la boucle de l'électrolyseur.

Électrolyseurs alcalins

Les systèmes alcalins nécessitent également une qualité de l'eau contrôlée pour limiter la contamination, la mise à l'échelle et la charge ionique indésirable.La spécification exacte de l'eau dépend du fabricant de l'électrolyseur et des conditions de fonctionnement.

Systèmes de piles à combustible

Les systèmes de piles à combustible peuvent utiliser de l'eau désionisée pour l'humidification, le refroidissement ou les applications connexes d'équilibre de l'usine.Les exigences finales en matière de qualité de l'eau doivent être confirmées par le fabricant de l'équipement..

Infrastructure de ravitaillement en hydrogène

Les installations de production et de ravitaillement en hydrogène peuvent nécessiter de l'eau de haute pureté pour l'électrolyse sur site et les équipements auxiliaires.Les systèmes EDI modulaires peuvent soutenir des projets d'hydrogène distribué où une qualité de l'eau stable est nécessaire.

Avantages de l'utilisation de l'EDI pour les projets d'hydrogène vert

Production stable d'eau de haute pureté

L'EDI peut éliminer en permanence les ions résiduels de la perméa­ture d'OR et fournir une qualité d'eau stable pour le fonctionnement de l'électrolyseur.

Réduction de la régénération chimique

Contrairement aux systèmes d'échange d'ions classiques,EDI est conçu pour une régénération électrique continue et ne nécessite normalement pas de régénération acide et caustique de routine pendant le fonctionnement standard.

Réduction des exigences en matière de manutention chimique

La réduction de la consommation de produits chimiques peut simplifier le stockage, la manipulation, les procédures de sécurité et la gestion des eaux usées des sites de production d'hydrogène.

Amélioration de la protection contre les électrolyseurs

L'eau de haute pureté aide à réduire le risque d'écaillage, de contamination ionique et de dépôts à l'intérieur des circuits d'eau et des composants de l'électrolyseur.

Opération automatisée

Les systèmes EDI peuvent être intégrés avec la conductivité, la résistivité, le débit, la pression, la température, la tension et la surveillance du courant.

Convient pour les centrales modulaires à hydrogène

Plusieurs piles EDI peuvent être co