විද්යුත් විච්ඡේදක ජල හයිඩ්රජන් පිරිසිදු කිරීමේ උපකරණය

පිරිසිදු බලශක්තිය සහ තිරසාර සංවර්ධනය සඳහා ගෝලීය ලුහුබැඳීම වැඩි වීමත් සමඟ, හයිඩ්‍රජන් ශක්තිය, කාර්යක්ෂම හා පිරිසිදු බලශක්ති වාහකයක් ලෙස, ක්‍රමයෙන් මිනිසුන්ගේ දැක්මට ඇතුල් වේ. හයිඩ්‍රජන් බලශක්ති කර්මාන්ත දාමයේ ප්‍රධාන සම්බන්ධකයක් ලෙස, හයිඩ්‍රජන් පිරිසිදු කිරීමේ තාක්‍ෂණය හයිඩ්‍රජන් ශක්තියේ ආරක්ෂාව සහ විශ්වසනීයත්වය ගැන පමණක් නොව, හයිඩ්‍රජන් ශක්තියේ යෙදුම් විෂය පථයට සහ ආර්ථික ප්‍රතිලාභවලට සෘජුවම බලපායි.

1. නිෂ්පාදන හයිඩ්‍රජන් සඳහා අවශ්‍යතා

හයිඩ්‍රජන්, රසායනික අමුද්‍රව්‍ය සහ බලශක්ති වාහකයක් ලෙස, විවිධ යෙදුම් අවස්ථා වලදී සංශුද්ධතාවය සහ අපිරිසිදු අන්තර්ගතය සඳහා විවිධ අවශ්‍යතා ඇත. කෘතිම ඇමෝනියා, මෙතනෝල් සහ අනෙකුත් රසායනික නිෂ්පාදන නිෂ්පාදනය කිරීමේදී උත්ප්‍රේරක විෂ වීම වැළැක්වීම සහ නිෂ්පාදනයේ ගුණාත්මකභාවය සහතික කිරීම සඳහා අවශ්‍යතා සපුරාලීම සඳහා අපිරිසිදු අන්තර්ගතය අඩු කිරීම සඳහා ආහාර වායුවේ ඇති සල්ෆයිඩ් සහ අනෙකුත් විෂ ද්‍රව්‍ය කල්තියා ඉවත් කළ යුතුය. ලෝහ කර්මාන්තය, 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 හයිඩ්‍රජන් වල ඔක්සිජන්, ජලය, බර හයිඩ්‍රොකාබන, හයිඩ්‍රජන් සල්ෆයිඩ් යනාදී අපද්‍රව්‍ය මත අතිශයින් ඉහළ සීමාවන් ඇති ස්ඵටික සහ උපස්ථර සකස් කිරීම, ඔක්සිකරණය, ඇනීල කිරීම වැනි ක්‍රියාවලීන් සඳහා භාවිතා වේ.

2.ඔක්සිජන්කරණයේ ක්‍රියාකාරී මූලධර්මය

උත්ප්‍රේරකයක ක්‍රියාකාරිත්වය යටතේ, හයිඩ්‍රජන් වල ඇති ඔක්සිජන් කුඩා ප්‍රමාණයක් හයිඩ්‍රජන් සමඟ ප්‍රතික්‍රියා කර ජලය නිපදවීමට හැකි වන අතර, ඔක්සිජන්කරණයේ අරමුණ සාක්ෂාත් කරගත හැකිය. ප්‍රතික්‍රියාව බාහිර තාප ප්‍රතික්‍රියාවක් වන අතර ප්‍රතික්‍රියා සමීකරණය පහත පරිදි වේ:

2H ₂+O ₂ (උත්ප්‍රේරක) -2H ₂ O+Q

ප්‍රතික්‍රියාවට පෙර සහ පසුව උත්ප්‍රේරකයේ සංයුතිය, රසායනික ගුණ සහ ගුණය වෙනස් නොවන නිසා, උත්ප්‍රේරකය පුනර්ජනනයකින් තොරව අඛණ්ඩව භාවිතා කළ හැක.

ඩිඔක්සිඩයිසර් අභ්යන්තර සහ පිටත සිලින්ඩර ව්යුහයක් ඇති අතර, පිටත සහ අභ්යන්තර සිලින්ඩර අතර උත්ප්රේරකය පටවා ඇත. පිපිරුම්-ප්‍රතිරෝධී විදුලි තාපන සංරචකය අභ්‍යන්තර සිලින්ඩරය තුළ ස්ථාපනය කර ඇති අතර ප්‍රතික්‍රියා උෂ්ණත්වය හඳුනාගෙන පාලනය කිරීම සඳහා උත්ප්‍රේරක ඇසුරුමේ ඉහළ සහ පහළ උෂ්ණත්ව සංවේදක දෙකක් පිහිටා ඇත. තාප අලාභය වැළැක්වීම සහ පිළිස්සීම් වළක්වා ගැනීම සඳහා පිටත සිලින්ඩරය පරිවාරක තට්ටුවකින් ඔතා ඇත. අමු හයිඩ්‍රජන් ඩිඔක්සිඩයිසර් හි ඉහළ ආදාන වලින් අභ්‍යන්තර සිලින්ඩරයට ඇතුළු වන අතර, විදුලි තාපන මූලද්‍රව්‍යයකින් රත් කර උත්ප්‍රේරක ඇඳ හරහා පහළ සිට ඉහළට ගලා යයි. අමු හයිඩ්‍රජන් වල ඇති ඔක්සිජන් ජලය නිපදවීමට උත්ප්‍රේරකයේ ක්‍රියාකාරිත්වය යටතේ හයිඩ්‍රජන් සමඟ ප්‍රතික්‍රියා කරයි. පහළ පිටවන ස්ථානයෙන් පිටතට ගලා යන හයිඩ්‍රජන් වල ඔක්සිජන් ප්‍රමාණය 1ppm දක්වා අඩු කළ හැක. සංයෝජන මගින් ජනනය වන ජලය හයිඩ්‍රජන් වායුව සමඟ වායුමය ආකාරයෙන් ඩයොක්සිඩයිසර් වලින් පිටතට ගලා යන අතර, පසුව ඇති හයිඩ්‍රජන් සිසිලනකාරකයේ ඝනීභවනය වේ, වායු-ජල බෙදුම්කරු තුළ පෙරීම සහ පද්ධතියෙන් බැහැර කරනු ලැබේ.

3. වියළි බව වැඩ කිරීමේ මූලධර්මය

හයිඩ්‍රජන් වායුව වියළීමේදී adsorbents ලෙස අණුක පෙරනයක් භාවිතා කරමින් adsorption ක්‍රමය භාවිතා කරයි. වියළීමකින් පසු, හයිඩ්රජන් වායුවේ පිනි ලක්ෂ්යය -70 ℃ ට වඩා අඩු විය හැක. අණුක පෙරනයක් යනු ඝන දැලිසක් සහිත ඇලුමිනොසිලිකේට් සංයෝගයකි, එය විජලනය වීමෙන් පසු ඇතුළත එකම ප්‍රමාණයේ කුහර රාශියක් සාදන අතර ඉතා විශාල මතුපිට ප්‍රදේශයක් ඇත. විවිධ හැඩයන්, විෂ්කම්භයන්, ධ්‍රැවීයතා, තාපාංක සහ සන්තෘප්ත මට්ටම් සහිත අණු වෙන් කළ හැකි බැවින් අණුක පෙරනයක් අණුක පෙරනයක් ලෙස හැඳින්වේ.

ජලය ඉතා ධ්‍රැවීය අණුවක් වන අතර අණුක පෙරනයක් ජලය සඳහා දැඩි ඇල්මක් දක්වයි. අණුක පෙරනයේ අවශෝෂණය භෞතික අවශෝෂණ වන අතර, අවශෝෂණය සංතෘප්ත වන විට, එය නැවත අවශෝෂණය කිරීමට පෙර එය රත් කිරීමට සහ නැවත උත්පාදනය කිරීමට කාලයක් ගත වේ. එබැවින්, පිනි ලක්ෂ්ය ස්ථායී හයිඩ්රජන් වායුව අඛණ්ඩව නිෂ්පාදනය කිරීම සහතික කිරීම සඳහා අවම වශයෙන් වියළන යන්ත්ර දෙකක් පිරිසිදු කිරීමේ උපකරණයකට ඇතුළත් කර ඇති අතර, එකක් වැඩ කරන අතර අනෙක ප්රතිජනනය වේ.

වියළන යන්ත්රයේ අභ්යන්තර සහ පිටත සිලින්ඩර ව්යුහයක් ඇත, පිටත සහ අභ්යන්තර සිලින්ඩර අතර adsorbent පටවා ඇත. පිපිරුම්-ප්‍රතිරෝධී විද්‍යුත් තාපන සංරචකය අභ්‍යන්තර සිලින්ඩරය තුළ ස්ථාපනය කර ඇති අතර ප්‍රතික්‍රියා උෂ්ණත්වය හඳුනාගෙන පාලනය කිරීම සඳහා උෂ්ණත්ව සංවේදක දෙකක් අණුක පෙරනයක් ඇසුරුමේ ඉහළ සහ පහළින් පිහිටා ඇත. තාප අලාභය වැළැක්වීම සහ පිළිස්සීම් වළක්වා ගැනීම සඳහා පිටත සිලින්ඩරය පරිවාරක තට්ටුවකින් ඔතා ඇත. අවශෝෂණ තත්වයේ (ප්‍රාථමික සහ ද්විතියික වැඩ කරන අවස්ථා ඇතුළුව) සහ පුනර්ජනන තත්වයේ වායු ප්‍රවාහය ආපසු හැරේ. අවශෝෂණ තත්ත්වයේදී, ඉහළ කෙළවරේ නළය ගෑස් පිටවන ස්ථානය වන අතර පහළ කෙළවරේ නළය ගෑස් ඇතුල්වීම වේ. පුනර්ජනන තත්වයේදී, ඉහළ කෙළවරේ නළය ගෑස් ඇතුල්වීම සහ පහළ කෙළවරේ නළය ගෑස් පිටවීම වේ. වියළන පද්ධතිය වියළන යන්ත්‍ර ගණන අනුව කුළුණු වියළන යන්ත්‍ර දෙකකට සහ කුළුණු වියළන යන්ත්‍ර තුනකට බෙදිය හැකිය.

4.Two tower process

උපාංගය තුළ වියළන යන්ත්ර දෙකක් ස්ථාපනය කර ඇති අතර, සම්පූර්ණ උපාංගයේ අඛණ්ඩ ක්රියාකාරිත්වය සාක්ෂාත් කර ගැනීම සඳහා එක් චක්රයක් (පැය 48) තුළ විකල්ප හා ප්රතිජනනය වේ. වියළීමකින් පසු, හයිඩ්රජන් පිනි ලක්ෂ්යය -60 ℃ ට වඩා අඩු විය හැක. ක්‍රියාකාරී චක්‍රයක් තුළ (පැය 48), වියළන යන්ත්‍ර A සහ ​​B පිළිවෙලින් ක්‍රියාකාරී සහ ප්‍රතිජනන තත්වයන්ට භාජනය වේ.

එක් මාරුවීමේ චක්‍රයකදී, වියළනය අවස්ථා දෙකක් අත්විඳියි: ක්‍රියාකාරී තත්ත්වය සහ පුනර්ජනන තත්ත්වය.

පුනර්ජනන තත්ත්වය: සැකසුම් වායු පරිමාව සම්පූර්ණ වායු පරිමාවයි. පුනර්ජනන තත්ත්වයට තාපන අදියර සහ පිඹින සිසිලන අදියර ඇතුළත් වේ;

1) උනුසුම් අදියර - වියළනය ඇතුළත හීටරය ක්‍රියා කරයි, සහ ඉහළ උෂ්ණත්වය නියමිත අගයට ළඟා වූ විට හෝ උනුසුම් කාලය නියම කළ අගයට ළඟා වූ විට ස්වයංක්‍රීයව උනුසුම් වීම නතර කරයි;

2) සිසිලන අදියර - වියළනය රත් වීම නැවැත්වීමෙන් පසුව, වියළනය වැඩ කරන ආකාරය වෙත මාරු වන තෙක් එය සිසිල් කිරීම සඳහා මුල් මාර්ගයේ වියළනය හරහා වාතය ගලා යයි.

· වැඩ කිරීමේ තත්ත්වය: සැකසුම් වායු පරිමාව සම්පූර්ණ ධාරිතාවයෙන් යුක්ත වන අතර, වියළනය ඇතුළත තාපකය ක්රියා නොකරයි.

5.Three tower workflow

වර්තමානයේ, කුළුණු තුනේ ක්රියාවලිය බහුලව භාවිතා වේ. උපාංගය තුළ වියළන යන්ත්ර තුනක් ස්ථාපනය කර ඇති අතර, විශාල අවශෝෂණ ධාරිතාව සහ හොඳ උෂ්ණත්ව ප්රතිරෝධයක් සහිත ඩෙසිකන්ට් (අණුක පෙරනයක්) අඩංගු වේ. සම්පූර්ණ උපාංගයේ අඛණ්ඩ ක්‍රියාකාරිත්වය සාක්ෂාත් කර ගැනීම සඳහා ක්‍රියාකාරිත්වය, ප්‍රතිජනනය සහ අවශෝෂණය අතර වියළන යන්ත්‍ර තුනක් විකල්ප වේ. වියළීමකින් පසු, හයිඩ්රජන් වායුවේ පිනි ලක්ෂ්යය -70 ℃ ට වඩා අඩු විය හැක.

මාරුවීමේ චක්‍රයක් අතරතුර, වියළනය ප්‍රාන්ත තුනක් හරහා ගමන් කරයි: වැඩ කිරීම, අවශෝෂණය සහ පුනර්ජනනය. සෑම ප්‍රාන්තයක් සඳහාම, ඔක්සිජනනය, සිසිලනය සහ ජලය පෙරීමෙන් පසු අමු හයිඩ්‍රජන් වායුව ඇතුළු වන පළමු වියළනය පිහිටා ඇත:

1) වැඩ තත්ත්වය: සැකසුම් වායු පරිමාව සම්පූර්ණ ධාරිතාවය, වියළනය ඇතුළත තාපකය ක්රියා නොකරයි, සහ මාධ්යය විජලනය නොකළ අමු හයිඩ්රජන් වායුව වේ;

ඇතුල් වන දෙවන වියළනය පිහිටා ඇත්තේ:

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

උනුසුම් අදියර - වියළනය ඇතුළත හීටරය ක්‍රියා කරයි, සහ ඉහළ උෂ්ණත්වය නියමිත අගයට ළඟා වන විට හෝ තාපන කාලය නියම කළ අගයට ළඟා වූ විට ස්වයංක්‍රීයව රත් වීම නතර කරයි;

සිසිලන අදියර - වියළනය රත් කිරීම නැවැත්වීමෙන් පසුව, වියළනය වැඩ කරන ආකාරය වෙත මාරු වන තෙක් එය සිසිල් කිරීම සඳහා මුල් මාර්ගයේ වියළනය හරහා වාතය ගලා යයි; වියළනය පුනර්ජනන අවධියේ පවතින විට, මාධ්යය විජලනය කළ වියළි හයිඩ්රජන් වායුව වේ;

ඇතුල් වන තුන්වන වියළනය පිහිටා ඇත්තේ:

3)අවශෝෂණ තත්ත්වය: සැකසුම් වායු පරිමාව 20%, වියළන යන්ත්රයේ තාපකය ක්රියා නොකරයි, සහ මාධ්යය ප්රතිජනනය සඳහා හයිඩ්රජන් වායුව වේ.