Recientemente, el Gobierno Popular del Distrito de Lanshan, Ciudad de Rizhao, publicó un aviso público para la revisión propuesta de los documentos de evaluación de impacto ambiental de un proyecto de construcción. El proyecto experimental de producción de hidrógeno a partir de agua de mar acoplado térmicamente, combinado con la extracción de elementos estratégicos de Shandong Rizhao Dawang Clean Energy Co., Ltd., ha entrado en la etapa de aviso público de EIA. El proyecto tiene una inversión total de 10 millones de yuanes y utilizará edificios de fábrica existentes para construir una plataforma experimental destinada a la investigación experimental sobre desalinización de agua de mar, electrólisis de agua de mar para producción de hidrógeno, utilización de acoplamiento de energía térmica y extracción de elementos marinos estratégicos.
Producción anual de 10.000 Nm³ de hidrógeno, con una capacidad de diseño del electrolizador alcalino de 20 Nm³/h
El proyecto está ubicado al norte de la Avenida Shugang y al oeste de la puerta sur de Shangang en el Distrito de Lanshan, Ciudad de Rizhao, cubriendo un área de aproximadamente 300 m². Utilizará edificios de fábrica existentes para construir la plataforma experimental. El producto principal de este proyecto es hidrógeno, producido mediante electrólisis alcalina del agua.La capacidad de producción de hidrógeno diseñada es de 20 Nm³/h, con una capacidad anual de aproximadamente 10.000 Nm³. La producción anual de hidrógeno es de 10.000 Nm³, con una fracción volumétrica de ≥99,99%, grado premium, y sin instalaciones de almacenamiento; se ventea directamente. La producción anual de oxígeno es de 5.000 Nm³, sin instalaciones de almacenamiento; se ventea directamente.
El proyecto no implica producción industrial ni salida de productos comerciales, ni es un proyecto a escala piloto. Mediante experimentos sistemáticos, explora y prueba los efectos de los factores experimentales y las condiciones de operación sobre la desalinización de agua de mar, la producción de hidrógeno y la calidad del agua de alto valor, identifica los parámetros de proceso óptimos y los mecanismos de operación, obtiene parámetros de equipos para una operación estable y proporciona una base teórica sólida y soporte técnico para la posterior construcción de una base piloto para el desarrollo y utilización de recursos marinos estratégicos y aplicaciones de ingeniería. La instalación opera 504 horas al año, con el tiempo restante en estado de parada y mantenimiento. El proyecto está diseñado para operar durante 5 años.
Sistema de acoplamiento térmico + cribado de agua de mar para lograr la recuperación y utilización de calor residual de bajo grado
En cuanto al proceso, el proyecto adopta un sistema de acoplamiento térmico para recuperar y utilizar el "calor residual de bajo grado" (típicamente 80-90°C) generado cuando el 30% de la energía operativa del electrolizador se convierte en calor, proporcionando el vapor requerido para el sistema de cribado de agua de mar. El sistema de cribado de agua de mar utiliza el vapor generado por acoplamiento térmico para pretratar el agua de mar natural. El agua dulce producida por destilación a baja temperatura ingresa al sistema de producción de hidrógeno por electrólisis a través de tuberías, y los sólidos disueltos totales en el agua de mar concentrada se controlan dentro de 110 g/L, con reciclaje y sin descarga externa.
El sistema de producción de hidrógeno alcalino está equipado con una unidad, utilizando solución de hidróxido de potasio al 30% como electrolito alcalino. El agua dulce producida por el cribado de agua de mar se electroliza para generar hidrógeno y oxígeno. La solución alcalina pasa a través de un sistema de separación gas-líquido al sistema de acoplamiento térmico, se concentra en un tanque de evaporación instantánea y se recicla, con reposición adecuada según las mediciones anuales de gravedad específica.
Además, el proyecto está equipado con dos sistemas de producción de hidrógeno por electrólisis PEM (uno de 2 Nm³ y otro de 8 Nm³), que utilizan agua de alto valor producida por evaporación instantánea y membranas de intercambio de protones sólidas (sin álcali) para generar hidrógeno y oxígeno mediante electrólisis. La vida útil de reemplazo de la membrana de intercambio de protones es de 1.000 horas. El proyecto opera 504 horas al año y no se requiere reemplazo durante la operación. La unidad de destilación inteligente, en condiciones de vacío y presión reducida, utiliza un sistema de columna de destilación de cuatro etapas para el intercambio de calor a contracorriente vapor-líquido, produciendo aproximadamente 1,2 kg de agua de alto valor al mes.
Equipo experimental de desarrollo propio, con una inversión total de 10 millones de yuanes
El equipo experimental principal del proyecto incluye una unidad de tratamiento de agua de mar, unidad de acoplamiento térmico, unidad de producción de hidrógeno alcalino, unidad de producción de hidrógeno PEM y unidad de destilación inteligente, todas de desarrollo propio. El proyecto cuenta con una plantilla de 10 personas, trabajando 504 horas al año, aproximadamente 21 días, con un horario de 24 horas, 3 turnos y 8 horas de trabajo por día.
En cuanto al consumo de materias primas y auxiliares principales y energía, el consumo anual incluye 2 m³ de agua de mar (reciclada), 24 m³ de agua dulce, 0,01 t de KOH, 50.000 kWh de electricidad, 10 m³ de nitrógeno y 1 m³ de agua pura (autoproducida).
El avance de este proyecto explora un nuevo camino para la aplicación en ingeniería de la tecnología acoplada de desalinización de agua de mar y producción de hidrógeno por electrólisis, y también proporciona apoyo experimental para la utilización integral de los recursos marinos estratégicos.
