朗盛离子交换树脂应用于氢气生产

朗盛 2024-05-13

2024年5月13日，朗盛开发出了可用于PEM电解（质子交换膜电解）水处理的特殊离子交换树脂牌号。该工艺可将可再生能源产生的电能转化为氢气，被认为是可持续生产这种珍贵气体的有效方法。

2024年5月13日，特殊化学品公司朗盛在其Lewatit UltraPure系列中开发出了可用于PEM电解（质子交换膜电解）水处理的特殊离子交换树脂牌号。该工艺可将可再生能源产生的电能转化为氢气，被认为是可持续生产这种珍贵气体的有效方法。通过这种方式，可以更好地补偿风能和太阳能的不稳定性。

专家认为，在向氢能经济过渡的过程中，PEM 电解将发挥重要作用。与碱性电解法相比，PEM 电解法的电流密度高，可以在较小的系统中生产氢气。另一个优势是：加氢站可以直接连接到高压出口。

目前，该工艺已经发展得非常成熟，可以实现兆瓦级的高效生产。这就要求对工艺用水进行持续净化。朗盛推荐其Lewatit UltraPure 1242 MD（强碱阴离子交换树脂，SBA）、Lewatit UltraPure 1212 MD（强酸阳离子交换树脂，SAC）和Lewatit UltraPure 1295 MD离子交换树脂，这些树脂针对该应用进行了优化，以确保低TOC（总有机碳）排放。

朗盛液体净化技术（LPT）业务部门正在与知名气体生产商洽谈，以制定PEM电解厂高效水处理标准。LPT技术市场经理Hans-Juergen Wedemeyer解释说： "我们的技术专长与高性能离子交换树脂相结合，为系统的水净化过程提供了支持。初步应用测试结果可模拟工厂条件，并优化使用最先进的Lewatit UltraPure离子交换树脂。朗盛因此为可持续的、气候友好型能源供应提供了支持”。

PEM 电解将绿色电力转化为氢气

在 PEM 电解过程中，质子交换膜（PEM）被用来将水分解成氢（H2）和氧（O2）。如果这一过程所需的电力来自可再生能源，则可实现极低的二氧化碳排放量。PEM 技术采用多个水回路。此外，还不断引入清洁水源，以补偿制氢过程中的水损失。

用于净化 PEM电解系统工艺用水的三级抛光装置。阴离子交换模块（SBA 过滤器，Lewatit UltraPure 1242 MDSBA）、阳离子交换模块（SAC 过滤器，LewatitUltraPure 1212 MDSAC）和混床（Lewatit UltraPure 1295 MD）。

用于净化 PEM 电解系统工艺用水的三级抛光装置。阴离子交换模块（SBA 过滤器，Lewatit UltraPure 1242 MD SBA）、阳离子交换模块（SAC 过滤器，Lewatit UltraPure 1212 MD SAC）和混床（Lewatit UltraPure 1295 MD）。

需要高纯度水

由于矿物质和其他杂质会在很短的时间内严重损坏膜，因此脱盐水被用作工艺用水。例如，在 100 兆瓦 PEM 系统中，每小时大约需要循环 6,000 到 7,000 立方米的工艺用水，因此需要进行适当的处理。

在加工过程中，工作温度在 50 至 70 °C 之间。这会从系统组件中释放出金属和有机杂质。为了实现稳定的氢气生产和 PEM 系统的经济使用寿命，必须不断将这些杂质降至最低。朗盛利用Lewatit UltraPure树脂结合紫外线设计了一种特殊的工艺水处理方法。

Lewatit UP（超纯水）离子交换树脂用于在使用 PEM 电解法制氢过程中持续净化水流。

Lewatit UP（超纯水）离子交换树脂用于在使用 PEM 电解法制氢过程中持续净化水流

离子交换器持续净化水回路

为了稳定水循环质量，约占总水量3%至6%的部分流量将在抛光装置中持续净化。朗盛建议在上游使用紫外线灯氧化有机物（TOC），然后结合使用阴阳离子交换树脂和抛光过滤器。

关于朗盛

朗盛是全球领先的特殊化学品供应商，2023年销售总额为67亿欧元，在全球拥有约12,600名员工，分布在32个国家。朗盛的核心业务包括开发、生产及销售化学中间体产品、添加剂与消费者保护产品。朗盛已被纳入领先的道琼斯可持续发展指数（DJSI全球及欧洲）中。

文章内容来源朗盛，责任编辑：胡静，审核人：李峥

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