Gần đây, Chính quyền nhân dân quận Lanshan, thành phố Nhật Chiếu đã công bố thông báo công khai về việc thẩm định hồ sơ đánh giá tác động môi trường của một dự án xây dựng. Dự án thí nghiệm sản xuất hydro từ nước biển kết hợp nhiệt và chiết xuất nguyên tố chiến lược của Công ty TNHH Năng lượng sạch Dawang Nhật Chiếu, Sơn Đông đã bước vào giai đoạn công bố công khai đánh giá tác động môi trường. Dự án có tổng vốn đầu tư 10 triệu nhân dân tệ, sẽ tận dụng nhà xưởng hiện có để xây dựng nền tảng thí nghiệm, tiến hành nghiên cứu thí nghiệm về khử mặn nước biển, điện phân nước biển sản xuất hydro, sử dụng kết hợp năng lượng nhiệt và chiết xuất các nguyên tố chiến lược từ biển.
Sản lượng hydro hàng năm là 10.000 Nm³, công suất thiết kế của máy điện phân kiềm là 20 Nm³/h
Dự án nằm ở phía bắc đại lộ Shugang và phía tây cổng nam Shangang, quận Lanshan, thành phố Nhật Chiếu, chiếm diện tích khoảng 300 m². Dự án sẽ tận dụng nhà xưởng hiện có để xây dựng nền tảng thí nghiệm. Sản phẩm chính của dự án là hydro, được sản xuất bằng phương pháp điện phân nước kiềm.Công suất sản xuất hydro thiết kế là 20 Nm³/h, công suất hàng năm khoảng 10.000 Nm³. Sản lượng hydro hàng năm là 10.000 Nm³, với phần thể tích ≥99,99%, loại cao cấp, không có cơ sở lưu trữ; được xả trực tiếp. Sản lượng oxy hàng năm là 5.000 Nm³, không có cơ sở lưu trữ; được xả trực tiếp.
Dự án không liên quan đến sản xuất công nghiệp hoặc đầu ra sản phẩm thương mại, cũng không phải là dự án quy mô thí điểm. Thông qua các thí nghiệm có hệ thống, dự án khám phá và kiểm tra ảnh hưởng của các yếu tố thí nghiệm và điều kiện vận hành đến khử mặn nước biển, sản xuất hydro và chất lượng nước giá trị cao, xác định các thông số quy trình tối ưu và cơ chế vận hành, thu được các thông số thiết bị để vận hành ổn định, đồng thời cung cấp cơ sở lý thuyết vững chắc và hỗ trợ kỹ thuật cho việc xây dựng cơ sở thí điểm tiếp theo để phát triển và sử dụng tài nguyên biển chiến lược cũng như các ứng dụng kỹ thuật. Cơ sở vận hành 504 giờ mỗi năm, thời gian còn lại ở trạng thái ngừng hoạt động và bảo trì. Dự án được thiết kế để vận hành trong 5 năm.
Hệ thống kết hợp nhiệt + sàng lọc nước biển để thu hồi và sử dụng nhiệt thải cấp thấp
Về mặt quy trình, dự án áp dụng hệ thống kết hợp nhiệt để thu hồi và sử dụng "nhiệt thải cấp thấp" (thường là 80-90°C) sinh ra khi 30% năng lượng vận hành của máy điện phân chuyển hóa thành nhiệt, cung cấp hơi nước cần thiết cho hệ thống sàng lọc nước biển. Hệ thống sàng lọc nước biển sử dụng hơi nước sinh ra từ quá trình ghép nhiệt để xử lý sơ bộ nước biển tự nhiên. Nước ngọt sản xuất bằng phương pháp chưng cất nhiệt độ thấp được dẫn qua đường ống vào hệ thống điện phân sản xuất hydro, tổng chất rắn hòa tan trong nước biển cô đặc được kiểm soát trong phạm vi 110 g/L, tuần hoàn tái sử dụng và không thải ra ngoài.
Hệ thống sản xuất hydro kiềm được trang bị một tổ máy, sử dụng dung dịch kali hydroxit 30% làm chất điện phân kiềm. Nước ngọt do sàng lọc nước biển tạo ra được điện phân để sản xuất hydro và oxy. Dung dịch kiềm đi qua hệ thống tách khí-lỏng vào hệ thống ghép nhiệt, được cô đặc trong bể bốc hơi nhanh và tuần hoàn tái sử dụng, có bổ sung thích hợp dựa trên kết quả đo tỷ trọng hằng năm.
Ngoài ra, dự án còn được trang bị hai hệ thống điện phân sản xuất hydro PEM (một hệ 2 Nm³ và một hệ 8 Nm³), sử dụng nước giá trị cao do bốc hơi nhanh tạo ra và màng trao đổi proton rắn (không kiềm) để điện phân sản xuất hydro và oxy. Tuổi thọ thay thế của màng trao đổi proton là 1.000 giờ. Dự án vận hành 504 giờ mỗi năm, trong quá trình vận hành không cần thay thế. Tổ máy chưng cất thông minh, trong điều kiện chân không và giảm áp, sử dụng hệ thống tháp chưng cất bốn cấp để trao đổi nhiệt ngược dòng hơi-lỏng, mỗi tháng sản xuất khoảng 1,2 kg nước giá trị cao.
Thiết bị thí nghiệm tự nghiên cứu phát triển, tổng vốn đầu tư 10 triệu nhân dân tệ
Thiết bị thí nghiệm chính của dự án bao gồm tổ máy xử lý nước biển, tổ máy ghép nhiệt, tổ máy sản xuất hydro kiềm, tổ máy sản xuất hydro PEM và tổ máy chưng cất thông minh, tất cả đều do tự nghiên cứu phát triển. Dự án có biên chế 10 người, làm việc 504 giờ mỗi năm, khoảng 21 ngày, mỗi ngày làm việc 24 giờ theo 3 ca, mỗi ca 8 giờ.
Về nguyên liệu, vật liệu phụ chính và tiêu thụ năng lượng, lượng tiêu thụ hằng năm bao gồm 2 m³ nước biển (tuần hoàn tái sử dụng), 24 m³ nước ngọt, 0,01 t KOH, 50.000 kWh điện, 10 m³ nitơ và 1 m³ nước tinh khiết (tự sản xuất).
Tính tiên tiến của dự án này đã khám phá một con đường mới cho ứng dụng kỹ thuật của công nghệ ghép nối khử mặn nước biển và điện phân sản xuất hydro, đồng thời cung cấp hỗ trợ thí nghiệm cho việc sử dụng tổng hợp tài nguyên biển chiến lược.
