විද්‍යුත් විච්ඡේදක ජල හයිඩ්‍රජන් පිරිසිදු කිරීමේ උපකරණය

පිරිසිදු බලශක්තිය සහ තිරසාර සංවර්ධනය සඳහා ගෝලීය වශයෙන් වැඩිවන ලුහුබැඳීමත් සමඟ, කාර්යක්ෂම හා පිරිසිදු බලශක්ති වාහකයක් ලෙස හයිඩ්‍රජන් බලශක්තිය ක්‍රමයෙන් ජනතාවගේ දැක්මට ඇතුළු වෙමින් පවතී. හයිඩ්‍රජන් බලශක්ති කර්මාන්ත දාමයේ ප්‍රධාන සම්බන්ධකයක් ලෙස, හයිඩ්‍රජන් පිරිසිදු කිරීමේ තාක්ෂණය හයිඩ්‍රජන් ශක්තියේ ආරක්ෂාව සහ විශ්වසනීයත්වය ගැන සැලකිලිමත් වනවා පමණක් නොව, හයිඩ්‍රජන් ශක්තියේ යෙදුම් විෂය පථයට සහ ආර්ථික ප්‍රතිලාභවලට සෘජුවම බලපායි.

1. නිෂ්පාදන හයිඩ්‍රජන් සඳහා අවශ්‍යතා

රසායනික අමුද්‍රව්‍ය සහ ශක්ති වාහකයක් ලෙස හයිඩ්‍රජන්, විවිධ යෙදුම් අවස්ථා වලදී සංශුද්ධතාවය සහ අපිරිසිදු අන්තර්ගතය සඳහා විවිධ අවශ්‍යතා ඇත. කෘතිම ඇමෝනියා, මෙතනෝල් සහ අනෙකුත් රසායනික නිෂ්පාදන නිෂ්පාදනයේදී, උත්ප්‍රේරක විෂ වීම වැළැක්වීම සහ නිෂ්පාදන ගුණාත්මකභාවය සහතික කිරීම සඳහා, අවශ්‍යතා සපුරාලීම සඳහා අපිරිසිදු අන්තර්ගතය අඩු කිරීම සඳහා පෝෂක වායුවේ ඇති සල්ෆයිඩ සහ අනෙකුත් විෂ සහිත ද්‍රව්‍ය කල්තියා ඉවත් කළ යුතුය. ලෝහ විද්‍යාව, පිඟන් මැටි, වීදුරු සහ අර්ධ සන්නායක වැනි කාර්මික ක්ෂේත්‍රවල, හයිඩ්‍රජන් වායුව නිෂ්පාදන සමඟ සෘජුව සම්බන්ධ වන අතර, සංශුද්ධතාවය සහ අපිරිසිදු අන්තර්ගතය සඳහා අවශ්‍යතා වඩාත් දැඩි වේ. උදාහරණයක් ලෙස, අර්ධ සන්නායක කර්මාන්තයේ දී, හයිඩ්‍රජන් ස්ඵටික සහ උපස්ථර සකස් කිරීම, ඔක්සිකරණය, ඇනීලිං වැනි ක්‍රියාවලීන් සඳහා භාවිතා කරන අතර, ඒවා හයිඩ්‍රජන් වල ඔක්සිජන්, ජලය, බර හයිඩ්‍රොකාබන, හයිඩ්‍රජන් සල්ෆයිඩ් වැනි අපද්‍රව්‍ය සඳහා අතිශයින් ඉහළ සීමාවන් ඇත.

2. ඔක්සිජන් ඉවත් කිරීමේ ක්‍රියාකාරී මූලධර්මය

උත්ප්‍රේරකයක ක්‍රියාකාරිත්වය යටතේ, හයිඩ්‍රජන් වල ඇති ඔක්සිජන් කුඩා ප්‍රමාණයක් හයිඩ්‍රජන් සමඟ ප්‍රතික්‍රියා කර ජලය නිපදවිය හැකි අතර, ඔක්සිජන් ඉවත් කිරීමේ අරමුණ සාක්ෂාත් කර ගනී. ප්‍රතික්‍රියාව තාපජ ප්‍රතික්‍රියාවක් වන අතර, ප්‍රතික්‍රියා සමීකරණය පහත පරිදි වේ:

2H ₂+O ₂ (උත්ප්‍රේරකය) -2H ₂ O+Q

ප්‍රතික්‍රියාවට පෙර සහ පසු උත්ප්‍රේරකයේ සංයුතිය, රසායනික ගුණාංග සහ ගුණාත්මකභාවය වෙනස් නොවන නිසා, උත්ප්‍රේරකය පුනර්ජනනයකින් තොරව අඛණ්ඩව භාවිතා කළ හැකිය.

ඔක්සිකාරකය අභ්‍යන්තර හා බාහිර සිලින්ඩර ව්‍යුහයක් ඇති අතර, උත්ප්‍රේරකය පිටත හා අභ්‍යන්තර සිලින්ඩර අතර පටවා ඇත. පිපිරුම්-ප්‍රතිරෝධී විද්‍යුත් තාපන සංරචකය අභ්‍යන්තර සිලින්ඩරය තුළ ස්ථාපනය කර ඇති අතර, ප්‍රතික්‍රියා උෂ්ණත්වය හඳුනා ගැනීමට සහ පාලනය කිරීමට උත්ප්‍රේරක ඇසුරුමේ ඉහළ සහ පහළ උෂ්ණත්ව සංවේදක දෙකක් පිහිටා ඇත. තාප අලාභය වැළැක්වීම සහ පිළිස්සුම් වළක්වා ගැනීම සඳහා පිටත සිලින්ඩරය පරිවාරක තට්ටුවකින් ඔතා ඇත. අමු හයිඩ්‍රජන් ඔක්සිකාරකයේ ඉහළ ඇතුල්වීමේ සිට අභ්‍යන්තර සිලින්ඩරයට ඇතුළු වන අතර, විද්‍යුත් තාපන මූලද්‍රව්‍යයකින් රත් කර, පහළ සිට ඉහළට උත්ප්‍රේරක ඇඳ හරහා ගලා යයි. අමු හයිඩ්‍රජන් හි ඔක්සිජන් උත්ප්‍රේරකයේ ක්‍රියාකාරිත්වය යටතේ හයිඩ්‍රජන් සමඟ ප්‍රතික්‍රියා කර ජලය නිපදවයි. පහළ පිටවන ස්ථානයෙන් පිටතට ගලා යන හයිඩ්‍රජන් හි ඔක්සිජන් අන්තර්ගතය 1ppm ට වඩා අඩු කළ හැකිය. සංයෝජනයෙන් ජනනය වන ජලය හයිඩ්‍රජන් වායුව සමඟ වායුමය ආකාරයෙන් ඔක්සිකාරකයෙන් පිටතට ගලා යයි, පසුව එන හයිඩ්‍රජන් සිසිලනකාරකයේ ඝනීභවනය වේ, වායු-ජල බෙදුම්කරු තුළ පෙරහන් කර පද්ධතියෙන් මුදා හරිනු ලැබේ.

3.වියළි බව පිළිබඳ ක්‍රියාකාරී මූලධර්මය

හයිඩ්‍රජන් වායුව වියළීමේදී අවශෝෂණ ක්‍රමය භාවිතා කරන අතර, අණුක පෙරනයක් අවශෝෂක ලෙස භාවිතා කරයි. වියළීමෙන් පසු, හයිඩ්‍රජන් වායුවේ පිනි ලක්ෂ්‍යය -70 ℃ ට වඩා අඩු විය හැක. අණුක පෙරනයක් යනු ඝනක දැලිසක් සහිත ඇලුමිනොසිලිකේට් සංයෝග වර්ගයකි, එය විජලනය කිරීමෙන් පසු ඇතුළත එකම ප්‍රමාණයේ කුහර රාශියක් සාදන අතර ඉතා විශාල මතුපිට ප්‍රදේශයක් ඇත. අණුක පෙරනයක් අණුක පෙරනයක් ලෙස හැඳින්වේ, මන්ද ඒවාට විවිධ හැඩයන්, විෂ්කම්භයන්, ධ්‍රැවීයතා, තාපාංක සහ සන්තෘප්ත මට්ටම් සහිත අණු වෙන් කළ හැකිය.

ජලය ඉතා ධ්‍රැවීය අණුවක් වන අතර, අණුක පෙරහන් වලට ජලය කෙරෙහි දැඩි ඇල්මක් ඇත. අණුක පෙරහන් වල අවශෝෂණය භෞතික අවශෝෂණය වන අතර, අවශෝෂණය සංතෘප්ත වූ විට, එය නැවත අවශෝෂණය කිරීමට පෙර රත් කර නැවත උත්පාදනය කිරීමට යම් කාලයක් ගතවේ. එමනිසා, අවම වශයෙන් වියළන යන්ත්‍ර දෙකක් පිරිසිදු කිරීමේ උපකරණයකට ඇතුළත් කර ඇති අතර, එකක් ක්‍රියා කරන අතර අනෙක නැවත උත්පාදනය වන අතර, පිනි ලක්ෂ්‍ය ස්ථායී හයිඩ්‍රජන් වායුව අඛණ්ඩව නිෂ්පාදනය කිරීම සහතික කෙරේ.

වියළනය අභ්‍යන්තර හා බාහිර සිලින්ඩර ව්‍යුහයක් ඇති අතර, අවශෝෂකය පිටත හා අභ්‍යන්තර සිලින්ඩර අතර පටවා ඇත. අභ්‍යන්තර සිලින්ඩරය තුළ පිපිරුම්-ප්‍රතිරෝධී විද්‍යුත් තාපන සංරචකය ස්ථාපනය කර ඇති අතර, ප්‍රතික්‍රියා උෂ්ණත්වය හඳුනාගෙන පාලනය කිරීම සඳහා අණුක පෙරහන් ඇසුරුමේ ඉහළ සහ පහළින් උෂ්ණත්ව සංවේදක දෙකක් පිහිටා ඇත. තාප අලාභය වැළැක්වීම සහ පිළිස්සුම් වළක්වා ගැනීම සඳහා පිටත සිලින්ඩරය පරිවාරක තට්ටුවකින් ඔතා ඇත. අවශෝෂණ තත්වයේ (ප්‍රාථමික සහ ද්විතියික වැඩ කරන තත්වයන් ඇතුළුව) වායු ප්‍රවාහය සහ පුනර්ජනන තත්වය ප්‍රතිලෝම වේ. අවශෝෂණ තත්වයේදී, ඉහළ අන්ත නළය වායු පිටවීම වන අතර පහළ අන්ත නළය වායු ඇතුල්වීම වේ. පුනර්ජනන තත්වයේදී, ඉහළ අන්ත නළය ගෑස් ඇතුල්වීම වන අතර පහළ අන්ත නළය ගෑස් පිටවීම වේ. වියළන පද්ධතිය වියළන යන්ත්‍ර ගණන අනුව කුළුණු වියළන යන්ත්‍ර දෙකකට සහ කුළුණු වියළන යන්ත්‍ර තුනකට බෙදිය හැකිය.

4. කුළුණු දෙකේ ක්‍රියාවලිය

උපාංගය තුළ වියළන යන්ත්‍ර දෙකක් ස්ථාපනය කර ඇති අතර, ඒවා සම්පූර්ණ උපාංගයේ අඛණ්ඩ ක්‍රියාකාරිත්වය ලබා ගැනීම සඳහා එක් චක්‍රයක් තුළ (පැය 48) විකල්පව සහ ප්‍රතිජනනය වේ. වියළීමෙන් පසු, හයිඩ්‍රජන් වල පිනි ලක්ෂ්‍යය -60 ℃ ට වඩා අඩු විය හැක. වැඩ කරන චක්‍රයක් තුළ (පැය 48), වියළන යන්ත්‍ර A සහ ​​B පිළිවෙලින් ක්‍රියාකාරී සහ පුනර්ජනනීය තත්ත්වයන්ට භාජනය වේ.

එක් මාරු කිරීමේ චක්‍රයකදී, වියළනය අවස්ථා දෙකක් අත්විඳියි: වැඩ කරන තත්ත්වය සහ පුනර්ජනන තත්ත්වය.

· පුනර්ජනන තත්ත්වය: සැකසුම් වායු පරිමාව සම්පූර්ණ වායු පරිමාවකි. පුනර්ජනන තත්ත්වයට තාපන අවධිය සහ පිඹින සිසිලන අවධිය ඇතුළත් වේ;

1) තාපන අදියර - වියළනය තුළ ඇති තාපකය ක්‍රියා කරන අතර ඉහළ උෂ්ණත්වය නියමිත අගයට ළඟා වූ විට හෝ තාපන කාලය නියමිත අගයට ළඟා වූ විට ස්වයංක්‍රීයව උණුසුම නතර වේ;

2) සිසිලන අදියර - වියළනය රත් වීම නැවැත්වූ පසු, වියළනය ක්‍රියාකාරී මාදිලියට මාරු වන තෙක් එය සිසිල් කිරීම සඳහා වාතය ගලායාම මුල් මාර්ගයේ වියළනය හරහා ගලා යයි.

· ක්‍රියාකාරී තත්ත්වය: සැකසුම් වායු පරිමාව සම්පූර්ණ ධාරිතාවයෙන් පවතින අතර, වියළනය තුළ ඇති තාපකය ක්‍රියා නොකරයි.

5. කුළුණු තුනේ වැඩ ප්‍රවාහය

වර්තමානයේ, කුළුණු තුනේ ක්‍රියාවලිය බහුලව භාවිතා වේ. උපාංගය තුළ වියළන යන්ත්‍ර තුනක් ස්ථාපනය කර ඇති අතර, ඒවායේ විශාල අවශෝෂණ ධාරිතාවක් සහ හොඳ උෂ්ණත්ව ප්‍රතිරෝධයක් සහිත වියළන ද්‍රව්‍ය (අණුක පෙරහන්) අඩංගු වේ. සම්පූර්ණ උපාංගයේ අඛණ්ඩ ක්‍රියාකාරිත්වය ලබා ගැනීම සඳහා වියළන යන්ත්‍ර තුනක් ක්‍රියා කිරීම, පුනර්ජනනය සහ අවශෝෂණය අතර විකල්ප වේ. වියළීමෙන් පසු, හයිඩ්‍රජන් වායුවේ පිනි ලක්ෂ්‍යය ℃ -70 ට වඩා අඩු විය හැක.

මාරුවීමේ චක්‍රයක් අතරතුර, වියළනය අවස්ථා තුනක් හරහා ගමන් කරයි: ක්‍රියා කිරීම, අවශෝෂණය සහ පුනර්ජනනය. සෑම අවස්ථාවක් සඳහාම, ඔක්සිජන් ඉවත් කිරීම, සිසිලනය සහ ජල පෙරීමෙන් පසු අමු හයිඩ්‍රජන් වායුව ඇතුළු වන පළමු වියළනය පිහිටා ඇත:

1) ක්‍රියාකාරී තත්ත්වය: සැකසුම් වායු පරිමාව සම්පූර්ණ ධාරිතාවයෙන් පවතී, වියළනය තුළ ඇති තාපකය ක්‍රියා නොකරයි, සහ මාධ්‍යය විජලනය නොකළ අමු හයිඩ්‍රජන් වායුවකි;

දෙවන වියළන යන්ත්‍රය ඇතුල්වීම පිහිටා ඇත්තේ:

2) පුනර්ජනන තත්ත්වය: 20% වායු පරිමාව: පුනර්ජනන තත්ත්වයට තාපන අවධිය සහ පිඹින සිසිලන අවධිය ඇතුළත් වේ;

උණුසුම් කිරීමේ අදියර - වියළනය තුළ ඇති තාපකය ක්‍රියා කරන අතර ඉහළ උෂ්ණත්වය නියමිත අගයට ළඟා වූ විට හෝ තාපන කාලය නියමිත අගයට ළඟා වූ විට ස්වයංක්‍රීයව උණුසුම නතර වේ;

සිසිලන අදියර - වියළනය රත් වීම නැවැත්වූ පසු, වියළනය ක්‍රියාකාරී මාදිලියට මාරු වන තෙක් එය සිසිල් කිරීම සඳහා වායු ප්‍රවාහය මුල් මාර්ගයේ වියළනය හරහා ගලා යයි; වියළනය පුනර්ජනන අවධියේ ඇති විට, මාධ්‍යය විජලනය වූ වියළි හයිඩ්‍රජන් වායුව වේ;

තුන්වන වියළන යන්ත්‍ර පිවිසුම පිහිටා ඇත්තේ:

3) අවශෝෂණ තත්ත්වය: සැකසුම් වායු පරිමාව 20% කි, වියළන යන්ත්‍රයේ තාපකය ක්‍රියා නොකරයි, සහ මාධ්‍යය පුනර්ජනනය සඳහා හයිඩ්‍රජන් වායුවයි.