수소 산업 압력 트랜스미터: MDM7000으로 전해수 수소 생산 강화

산업 배경

이중-탄소 전략의 시행에 힘입어 중국의 녹색 수소 산업은 대규모 발전의 가속화 단계에 진입하고 있습니다.- 2025년 국내 전해수 수소 생산설비 공개입찰 규모는 2,398.8MW로 전년 동기 대비-약-69.4% 증가해 역대 최고치를 기록했다. 2026년 3월에 발표된 '15차 5개년 계획' 개요에서는 '그린 수소 에너지의 적극적 개발'을 명시적으로 명시하고 수소를 미래를 선도하는 새로운 성장 포인트로 자리매김했습니다. 정책 지침에 따라 운송, 산업 등 다양한 분야에서 수소 에너지의 대규모 적용이 지속적으로 확대되고 있습니다. 이와 동시에 전해조 기술의 급속한 발전과 재생에너지 비용의 지속적인 감소로 인해 전체 수소 생산량에서 녹색수소가 차지하는 비중은 2030년까지 30%를 넘어 시장 규모가 200억 위안을 넘어설 것으로 예상된다. 정책과 시장의 힘에 힘입어 수소 에너지 산업은 새로운 도약 발전 단계에 들어서고 있습니다.

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전해수 수소 생산 과정에서 정확한 압력 제어는 안전한 시스템 작동을 보장하는 핵심입니다. 전해조 내에서는 수소와 산소가 동시에 생성됩니다. 합리적이고 안정적인 압력을 유지하면 수소와 산소 혼합 가스의 압력 차이로 인한 역류로 인한 폭발 위험을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 가스 분리 장비의 효율적인 작동과 안정적인 시스템 밀봉을 보장합니다. 실시간-압력 모니터링과 동적 조절은 안전한 수소 생산 운영을 보장하는 핵심입니다.

전해수 수소 생산 계측 제어

전해수 수소생산 시스템 공정 모식도

전해조는 전해수 수소생산 시스템의 핵심설비이다. KOH 또는 NaOH 용액을 전해질로 사용하고 직류의 작용으로 물을 전기분해하여 수소와 산소를 생성합니다. 전기분해에서 생성된 가스(H2, O2)에는 원자화된 알칼리 액체가 포함되어 있습니다. 먼저 기체-액체 분리기를 통과하여 알칼리성 액체를 제거합니다. 가스-액체 분리기에서 나오는 가스에는 여전히 소량의 원자화된 알칼리 액체와 수증기가 포함되어 있습니다. 가스 스크러버를 사용하면 잔류 액체를 씻어낼 수 있습니다. 분리된 수소와 산소는 냉각되어 액적을 제거한 후 제어 시스템을 통해 외부로 내보내집니다. 분리기 내부의 압력은 전기분해 효율에 영향을 미칩니다. 적절한 고압은 전해질의 가스 함량을 줄여 전기 전도성을 향상시키고 전기분해 효율을 향상시킬 수 있습니다. 그러나 과도한 압력은 전해질 내 수소와 산소의 용해도를 증가시켜 생산량을 감소시킵니다.

수소 세정기와 산소 세정기의 압력 샘플링 지점은 전해조의 수소 측과 산소 측 사이의 압력 차이를 반영하는 차압을 측정하는 데 사용됩니다. 전해조의 수소 측과 산소 측 사이의 압력 차이가 너무 크면 수소와 산소가 서로 침투하여 심각한 폭발 위험을 나타내는 혼합 가스가 형성될 수 있습니다. 시스템 컨트롤러는 차압에 따라 출력 조절 밸브를 제어하여 안전한 범위 내로 유지합니다.

기-액위 분리기의 액위 측정: 기액 분리기가 전해조보다 높은 곳에 설치된 경우, 분리기의 액위는 전해조의 액위를 나타냅니다. 전기분해 중에 생성된 수소와 산소는 기-액 분리기의 액체 레벨을 점차적으로 떨어뜨리게 됩니다. 액체 레벨이 너무 낮으면 가스가 하류 액체 배출 파이프로 들어갈 수 있습니다. 기-액체 분리기의 액위를 안전한 범위 내로 유지하는 것은 매우 중요합니다.

전해질 순환 루프에서는 일반적으로 전자기 유량계를 사용하여 전해질 흐름을 측정합니다. 전해질(예: KOH, NaOH 용액)은 전기 전도성이 좋기 때문에 전자기 유량계는 안정적이고 신뢰할 수 있는 측정을 달성합니다. 제어 시스템은 흐름 신호를 기반으로 순환 펌프를 조정하여 전해질 흐름을 합리적인 범위 내로 유지함으로써 전해조의 온도 제어 및 반응 효율을 보장합니다.

스마트 압력 트랜스미터를 위한 애플리케이션 솔루션

분리기 및 스크러버 액위 측정

분리기 압력 측정

수소/산소 분리기에서 측정되는 매체는 수증기, 알칼리 미스트 및 응축수와 같은 복잡한 조건을 동반하는 수소 또는 산소입니다. 장기간 안정적인 작동을 보장하려면 스마트 압력 트랜스미터의 젖은 부분에 Hastelloy C 다이어프램을 사용하여 내식성과 결정화 방지 기능을 향상시키는 것이-권장됩니다. 송신기의 전체 방폭- 등급은 Ex d IIC T4 표준을 충족해야 하며 SIL2 기능 안전 인증을 받아야 합니다. 중복 설계와 안전 장치 메커니즘을 통해 비정상적인 조건에서도 안전하고 안정적인 작동이 보장됩니다.

분리기 액위 측정

수소 및 산소 분리기의 액체 레벨 측정을 위한 원격 모세관차압 트랜스미터일반적으로 사용됩니다. 측정 매체는 알칼리 액체와 가스(수소/산소)의 혼합물이며, 여기서 고압측은 알칼리 액체와 접촉하고, 저압측은{2}} 기체상(수증기와 알칼리 미스트 포함)과 접촉합니다. 부식성이 높고 결정화하기 쉬운-조건에 맞게-고압측과 저압측 모두에 Hastelloy C 다이어프램을 사용하는 것이 -뛰어난 알칼리 부식 저항성과 장기적인-측정 안정성을 보장하는 것이 좋습니다. 폭발성 가스 대기에 대한 안전 규정을 준수하려면 차압 레벨 트랜스미터의 전체 방폭- 등급도 Ex d IIC T4 표준을 충족해야 합니다. 또한, 운영 안전성을 더욱 강화하기 위해 시스템에 온라인 수소 농도 모니터링 포인트를 설치하는 것이 좋습니다.

스크러버 압력 및 액체 레벨 측정

스크러버의 압력 및 액체 레벨 측정에도 다이어프램 플랜지- 유형 구조가 사용됩니다. 내부 매체는 단순한 물이 아니라 물 또는 묽은 알칼리 액체(KOH 함유 가능성이 있음), 수소/산소, 알칼리 미스트 및 응축수로 구성된 복잡한 다상 시스템입니다. 이 조건은 강한 부식성, 높은 습도 및 결정화 경향이 특징입니다. 따라서, 내식성 및 접착 방지 특성을 향상시켜 기기의 장기적인 안정성과 신뢰성을 보장하기 위해 다이어프램 재질로 Hastelloy C를 사용하는 것이-권장됩니다.

가스 출력 및 저장 압력 측정

제어 시스템 출력 단계에서 수소와 산소는 저장 또는 전송 파이프라인으로 들어갑니다. 이 단계의 압력 측정은 시스템 안전과 가스 품질에 매우 중요합니다. 그만큼압력 트랜스미터수소 측에는 316L 스테인리스 스틸 다이어프램을 사용하고 본질 안전 설계를 채택했습니다. 회로 본질 안전부터 시작하여 점화원의 위험을 효과적으로 줄이고 설계 단계에서 폭발 위험을 제어하여 안전하고 안정적인 시스템 작동을 보장합니다.

산소측 압력 트랜스미터에도 316L 스테인리스강 다이어프램이 사용됩니다. 충전 유체는 불활성 매체이며, 다이어프램은 산소가 풍부한 환경에서 연소 또는 폭발 위험을 방지하기 위해 엄격한 오일- 및 탈지 처리를 거치는 동시에 산소 순도가 공정 요구 사항을 충족하도록 보장합니다. 타겟 선정 및 안전 설계를 통해 가스 출력 단계에서 전해수 수소 생산 시스템의 안정적이고 안전한 운영이 이루어집니다.