Кейс проекта
Опытно-промышленная установка гидрирования и дегидрирования LOHC на дибензилтолуоле
Этот проект использовался для инженерной проверки технологии хранения водорода в жидких органических носителях на основе маршрута LOHC с дибензилтолуолом. На базе технологического пакета заказчика Sharp Eagle выполнила детальное проектирование, пространственную компоновку skid-модуля, оптимизацию материальных потоков, интеграцию трубопроводов и КИП, а также заводское изготовление, инспекцию и FAT, обеспечив опытно-промышленную установку для безопасного хранения и транспортировки после производства водорода из избыточной электроэнергии.
Фото площадки отгрузки
12.1 m x 3.8 m x 12.6 m
Предпосылки проекта
Преобразование нестабильной возобновляемой электроэнергии в безопасно транспортируемый носитель водорода
Проекты солнечной и ветровой энергетики часто сталкиваются с избытком выработки в пиковые периоды, ограниченным приемом сетью и высокой стоимостью накопления энергии. Использование избыточной электроэнергии для получения водорода электролизом воды является важным маршрутом энергетического преобразования. Однако сам водород горюч и взрывоопасен, а его прямое хранение и транспортировка под высоким давлением предъявляют высокие требования к безопасности, стоимости и логистической системе.
Избыточной электроэнергии требовался канал долгосрочного хранения
Во время пиков солнечной и ветровой генерации часть электроэнергии не может быть своевременно поглощена. Если опираться только на традиционные электрохимические накопители, давление по инвестициям и емкости может быть значительным. Электролиз воды для производства водорода позволяет преобразовать эту электроэнергию в энергию, пригодную для использования в разные периоды и регионы.
Прямая транспортировка водорода создает давление по безопасности и стоимости
Хранение и транспортировка водорода под высоким давлением требуют сосудов высокого давления, специализированного транспорта и строгого управления безопасностью. Для средних и дальних расстояний при крупном масштабе ограничения по безопасности, грузоподъемности одного транспортного средства и совокупной стоимости могут ограничивать реализацию проекта.
Опытный skid-модуль превратил технический маршрут в оборудование
Дибензилтолуол является жидким органическим носителем водорода. Проекту требовался рабочий опытный skid-модуль гидрирования и дегидрирования, объединяющий реакторы, условия работы катализатора, технологические трубопроводы, клапаны и приборы, платформенную конструкцию и интерфейсы управления в одном блоке, чтобы подтвердить возможность перехода хранения водорода в жидком органическом носителе от лабораторного маршрута к инженерному оборудованию.
Технологический маршрут
Как этот skid-модуль проверяет гидрирование и дегидрирование
Главная задача установки заключалась не в изготовлении отдельного аппарата, а в переводе требований технологического пакета заказчика по гидрированию, дегидрированию, циркуляции, испытаниям и управлению в рабочую, проверяемую и поставляемую skid-систему. Катализаторы размещаются внутри реакторов, а компоновка трубопроводов, клапанов, приборов и платформ служит процессу опытной проверки.
Узел подачи и реакции гидрирования
После поступления водорода и органической жидкости дибензилтолуола в skid-модуль они проходят через измерение, регулирование и интерфейсы реактора в секцию реакции гидрирования. Этот узел обеспечивает управляемость расхода, давления, температуры и состояния клапанов до входа материалов в реактор, создавая стабильные условия для оценки катализатора.
Узел циркуляции органической жидкости и промежуточной обработки
Внутри skid-модуля система должна управлять перекачкой, буферизацией и переключением между водородонасыщенной и дегидрированной органической жидкостью. Трассировка трубопроводов, уровни оборудования, доступы платформы и точки КИП обслуживают опытный процесс, облегчая операторам наблюдение, отбор проб, регулировку и обслуживание.
Узел реакции дегидрирования и связанной проверки
После поступления водородонасыщенной органической жидкости в секцию дегидрирования она выделяет водород, а дегидрированная органическая жидкость затем поступает в последующую циркуляцию. Температура, давление, расход и ключевые интерфейсы связаны через КИП и систему управления, помогая заказчику проверить эффективность дегидрирования, поведение катализатора и параметры технологического пакета.
Производственные задачи
Среда — водород, а трубопроводы малого диаметра, поэтому производственные детали нельзя выполнять грубо
Опытная установка гидрирования и дегидрирования дибензилтолуола включает водородную среду, технологические трубопроводы малого диаметра, интерфейсы каталитических реакторов и множество точек управления КИП. Выполнение требований к технологическим трубопроводам заключалось не только в установке оборудования на раму; требовалось контролировать сварку, инспекцию, очистку, герметизацию и пусконаладку.
Технологические трубопроводы малого диаметра
Малые диаметры труб делают более чувствительными пространство сборки, тепловложение сварки, качество разделки кромок и очистку после сварки. Локальное отклонение может повлиять на стабильность расхода, отбор давления для приборов и последующее обслуживание.
Требования безопасности водородной среды
Молекулы водорода малы, склонны к утечкам, горючи и взрывоопасны, поэтому предъявляют более высокие требования к качеству сварки, уплотнительным поверхностям, подбору клапанов, обнаружению утечек и блокировкам КИП.
Высокоплотная интеграция skid-модуля
Крупный модуль одновременно содержит оборудование, трубопроводы, приборы, кабели, платформы и доступы для обслуживания. Компоновка должна была учитывать технологическую последовательность, доступность операций, подъем и транспортировку, а также интерфейсы площадки.
Обеспечение качества
Контроль качества вокруг водородной среды и опытной проверки
В этой установке основное внимание уделялось герметизации водорода, трубопроводам малого диаметра, связи КИП и FAT, чтобы последующие данные пусконаладки были стабильными и достоверными.
Проверка герметичности водорода
Клапаны, фланцы, сварные швы и интерфейсы приборов тщательно проверялись для снижения риска утечки водорода.
Контроль процесса для малого диаметра
Сборка, сварка, очистка и продувка контролировались для уменьшения посторонних включений и локальных отклонений.
Проверка контуров КИП
Температура, давление, расход и управляющие сигналы проверялись по пунктам, чтобы опытный процесс можно было контролировать.
Протоколы FAT
Испытания давления, герметичности, электрические и функциональные проверки были выполнены на заводском этапе с подготовкой документации поставки.
Есть похожий проект в водородной энергетике, LOHC или каталитическом skid-модуле?
Отправьте нам технологический пакет, P&ID, перечень оборудования, класс трубопроводов, свойства среды, габаритные ограничения, требования управления и критерии приемки. Sharp Eagle объединит компетенции в процессе, оборудовании, трубопроводах, стальной конструкции, электрике и КИП, производстве и инспекции, чтобы оценить подходящее решение по детальному проектированию и поставке skid-модуля.