최근 르자오시 란산구 인민정부는 건설 프로젝트 환경영향평가 문서 심사 의견 공시를 발표했다. 산둥 르자오 다왕 청정에너지 유한회사의 열결합 해수 수소 생산 및 전략 원소 추출 실험 프로젝트가 환경영향평가 공시 단계에 들어섰다. 이 프로젝트의 총투자액은 1,000만 위안이며, 기존 공장 건물을 활용하여 해수 담수화, 해수 전기분해 수소 생산, 열에너지 결합 이용 및 해양 전략 원소 추출에 관한 실험 연구를 수행하기 위한 실험 플랫폼을 구축할 예정이다.
연간 수소 생산량 10,000 Nm³, 알칼라인 전해조 설계 용량 20 Nm³/h
이 프로젝트는 르자오시 란산구 수강 대로 북쪽, 산강 남문 서쪽에 위치하며, 부지 면적은 약 300m²이다. 기존 공장 건물을 활용하여 실험 플랫폼을 구축할 예정이다. 본 프로젝트의 주요 제품은 알칼라인 수전해 방식을 통해 생산되는 수소이다.설계 수소 생산 능력은 20 Nm³/h이며, 연간 생산량은 약 10,000 Nm³이다. 연간 수소 생산량은 10,000 Nm³이며, 부피 분율은 ≥99.99%로 특급품이며 저장 시설 없이 직접 배출된다. 연간 산소 생산량은 5,000 Nm³이며, 저장 시설 없이 직접 배출된다.
이 프로젝트는 산업 생산이나 상업적 제품 생산을 포함하지 않으며, 파일럿 규모 프로젝트도 아니다. 체계적인 실험을 통해 해수 담수화, 수소 생산 및 고부가가치 수질에 대한 실험 요인과 운전 조건의 영향을 탐구하고 검증하며, 최적의 공정 매개변수와 운전 메커니즘을 파악하고, 안정적인 운전을 위한 설비 매개변수를 확보하여, 향후 해양 전략 자원 개발 및 이용을 위한 파일럿 기지 구축과 엔지니어링 응용에 견고한 이론적 기반과 기술적 지원을 제공한다. 설비는 연간 504시간 가동되며, 나머지 시간은 정지 및 유지보수 상태이다. 프로젝트 설계 운전 기간은 5년이다.
열결합 시스템 + 해수 스크리닝으로 저등급 폐열 회수 및 이용 실현
공정 측면에서, 이 프로젝트는 열결합 시스템을 채택하여 전해조 운전 에너지의 30%가 열로 전환될 때 발생하는 "저등급 폐열"(일반적으로 80-90°C)을 회수 및 이용하여 해수 스크리닝 시스템에 필요한 증기를 공급한다. 해수 스크리닝 시스템은 열결합으로 생성된 증기를 이용하여 천연 해수를 전처리한다. 저온 증류로 생산된 담수는 파이프라인을 통해 전기분해 수소 생산 시스템으로 유입되며, 농축 해수의 총 용존 고형물은 110g/L 이내로 제어되고 재활용되며 외부 배출이 없다.
알칼라인 수소 생산 시스템은 1기를 설치하며, 30% 수산화칼륨 용액을 알칼라인 전해액으로 사용한다. 해수 스크리닝으로 생산된 담수를 전기분해하여 수소와 산소를 생성한다. 알칼라인 용액은 기액 분리 시스템을 거쳐 열결합 시스템으로 유입되고, 플래시 증발 탱크에서 농축된 후 재활용되며, 연간 비중 측정에 따라 적절히 보충한다.
또한 본 프로젝트에는 PEM 전기분해 수소 생산 시스템 2기(2 Nm³ 1기, 8 Nm³ 1기)가 설치되어 있으며, 플래시 증발로 생산된 고가치수와 고체 양성자 교환막(무알칼리)을 사용하여 전기분해를 통해 수소와 산소를 생성한다. 양성자 교환막 교체 수명은 1,000시간이다. 본 프로젝트는 연간 504시간 운영되며, 운영 중 교체가 필요하지 않다. 지능형 증류 장치는 진공 감압 조건에서 4단 증류탑 시스템을 사용하여 기액 향류 열교환을 수행하며, 월 약 1.2kg의 고가치수를 생산한다.
자체 개발 실험 장비, 총 투자액 1,000만 위안
본 프로젝트의 주요 실험 장비로는 해수 처리 장치, 열결합 장치, 알칼라인 수소 생산 장치, PEM 수소 생산 장치, 지능형 증류 장치가 있으며, 모두 자체 개발되었다. 본 프로젝트의 인력은 10명이며, 연간 504시간, 약 21일간 운영되며, 하루 24시간 3교대 8시간 근무 체제이다.
주요 원부자재 및 에너지 소비 측면에서 연간 소비량은 해수 2m³(재활용), 담수 24m³, KOH 0.01t, 전력 50,000kWh, 질소 10m³, 순수 1m³(자체 생산)이다.
본 프로젝트의 선진성은 해수 담수화와 전기분해 수소 생산 기술의 결합 공학 응용을 위한 새로운 경로를 모색하고, 전략적 해양 자원의 종합 이용을 위한 실험적 지원을 제공한다.
