इलेक्ट्रोलाइटिक वॉटर हायड्रोजन शुद्धीकरण यंत्र

स्वच्छ ऊर्जा आणि शाश्वत विकासाच्या वाढत्या जागतिक प्रयत्नांसह, हायड्रोजन ऊर्जा, एक कार्यक्षम आणि स्वच्छ ऊर्जा वाहक म्हणून, हळूहळू लोकांच्या दृष्टीमध्ये प्रवेश करत आहे. हायड्रोजन ऊर्जा उद्योग साखळीतील एक महत्त्वाचा दुवा म्हणून, हायड्रोजन शुद्धीकरण तंत्रज्ञान केवळ हायड्रोजन उर्जेची सुरक्षितता आणि विश्वासार्हतेशी संबंधित नाही तर हायड्रोजन उर्जेच्या वापराच्या व्याप्ती आणि आर्थिक फायद्यांवर थेट परिणाम करते.

1.उत्पादन हायड्रोजनसाठी आवश्यकता

हायड्रोजन, रासायनिक कच्चा माल आणि ऊर्जा वाहक म्हणून, वेगवेगळ्या अनुप्रयोग परिस्थितींमध्ये शुद्धता आणि अशुद्धता सामग्रीसाठी भिन्न आवश्यकता आहेत. सिंथेटिक अमोनिया, मिथेनॉल आणि इतर रासायनिक उत्पादनांच्या उत्पादनामध्ये, उत्प्रेरक विषबाधा टाळण्यासाठी आणि उत्पादनाची गुणवत्ता सुनिश्चित करण्यासाठी, फीड गॅसमधील सल्फाइड आणि इतर विषारी पदार्थ आवश्यकतेनुसार अशुद्धता कमी करण्यासाठी आगाऊ काढून टाकणे आवश्यक आहे. धातूविज्ञान, सिरॅमिक्स, काच आणि अर्धसंवाहक यासारख्या औद्योगिक क्षेत्रांमध्ये, हायड्रोजन वायू उत्पादनांच्या थेट संपर्कात येतो आणि शुद्धता आणि अशुद्धता सामग्रीसाठी आवश्यकता अधिक कठोर असतात. उदाहरणार्थ, सेमीकंडक्टर उद्योगात, हायड्रोजनचा वापर क्रिस्टल आणि सब्सट्रेट तयार करणे, ऑक्सिडेशन, ॲनिलिंग इत्यादी प्रक्रियांसाठी केला जातो, ज्यामध्ये हायड्रोजनमध्ये ऑक्सिजन, पाणी, जड हायड्रोकार्बन्स, हायड्रोजन सल्फाइड इत्यादी अशुद्धतेवर अत्यंत उच्च मर्यादा असतात.

2. डीऑक्सीजनेशनचे कार्य तत्त्व

उत्प्रेरकाच्या कृती अंतर्गत, हायड्रोजनमधील थोड्या प्रमाणात ऑक्सिजन हायड्रोजनवर प्रतिक्रिया देऊन पाणी तयार करू शकते, ज्यामुळे डीऑक्सीजनेशनचा हेतू साध्य होतो. प्रतिक्रिया ही एक्झोथर्मिक प्रतिक्रिया आहे आणि प्रतिक्रिया समीकरण खालीलप्रमाणे आहे:

2H ₂+O ₂ (उत्प्रेरक) -2H ₂ O+Q

उत्प्रेरकाची रचना, रासायनिक गुणधर्म आणि गुणवत्ता ही प्रतिक्रिया आधी आणि नंतर बदलत नसल्यामुळे, उत्प्रेरक पुनर्जन्म न करता सतत वापरला जाऊ शकतो.

डीऑक्सिडायझरमध्ये आतील आणि बाहेरील सिलेंडरची रचना असते, ज्यामध्ये उत्प्रेरक बाह्य आणि आतील सिलेंडरमध्ये लोड केले जाते. स्फोट-प्रूफ इलेक्ट्रिक हीटिंग घटक आतील सिलिंडरमध्ये स्थापित केला आहे आणि प्रतिक्रिया तापमान शोधण्यासाठी आणि नियंत्रित करण्यासाठी उत्प्रेरक पॅकिंगच्या वरच्या आणि तळाशी दोन तापमान सेन्सर स्थित आहेत. उष्णतेचे नुकसान टाळण्यासाठी आणि बर्न्स टाळण्यासाठी बाहेरील सिलेंडर इन्सुलेशन लेयरने गुंडाळलेले आहे. कच्चा हायड्रोजन डीऑक्सिडायझरच्या वरच्या इनलेटमधून आतील सिलेंडरमध्ये प्रवेश करतो, इलेक्ट्रिक हीटिंग घटकाद्वारे गरम केला जातो आणि उत्प्रेरक पलंगातून खालपासून वरपर्यंत वाहतो. कच्च्या हायड्रोजनमधील ऑक्सिजन उत्प्रेरकाच्या क्रियेखाली हायड्रोजनशी विक्रिया करून पाणी तयार करतो. खालच्या आउटलेटमधून बाहेर पडणाऱ्या हायड्रोजनमधील ऑक्सिजनचे प्रमाण 1ppm पेक्षा कमी केले जाऊ शकते. संयोगाने निर्माण होणारे पाणी हायड्रोजन वायूसह डिऑक्सिडायझरमधून वायूच्या स्वरूपात वाहून जाते, त्यानंतरच्या हायड्रोजन कूलरमध्ये घनरूप होते, एअर-वॉटर सेपरेटरमध्ये फिल्टर होते आणि सिस्टममधून सोडले जाते.

3. कोरडेपणाचे कार्य तत्त्व

हायड्रोजन वायू कोरडे केल्याने शोषण पद्धतीचा अवलंब केला जातो, शोषक म्हणून आण्विक चाळणी वापरतात. कोरडे झाल्यानंतर, हायड्रोजन वायूचा दवबिंदू -70 ℃ खाली पोहोचू शकतो. आण्विक चाळणी हा एक घन जाळीसह ॲल्युमिनोसिलिकेट संयुगाचा एक प्रकार आहे, जो निर्जलीकरणानंतर आतमध्ये समान आकाराच्या अनेक पोकळ्या तयार करतो आणि त्याचे पृष्ठभाग क्षेत्र खूप मोठे असते. आण्विक चाळणींना आण्विक चाळणी म्हणतात कारण ते विविध आकार, व्यास, ध्रुवीयता, उकळत्या बिंदू आणि संपृक्तता पातळीसह रेणू वेगळे करू शकतात.

पाणी हा एक उच्च ध्रुवीय रेणू आहे आणि आण्विक चाळणींना पाण्याबद्दल तीव्र आत्मीयता आहे. आण्विक चाळणीचे शोषण हे भौतिक शोषण आहे आणि जेव्हा शोषण संतृप्त होते, तेव्हा ते पुन्हा शोषले जाण्यापूर्वी ते गरम होण्यास आणि पुन्हा निर्माण होण्यास काही कालावधी लागतो. त्यामुळे, दवबिंदू स्थिर हायड्रोजन वायूचे निरंतर उत्पादन सुनिश्चित करण्यासाठी, शुद्धीकरण यंत्रामध्ये किमान दोन ड्रायर्स समाविष्ट केले जातात, एक कार्यरत असताना दुसरा पुन्हा निर्माण करतो.

ड्रायरमध्ये आतील आणि बाहेरील सिलेंडरची रचना असते, ज्यामध्ये शोषक बाह्य आणि आतील सिलेंडरमध्ये लोड केले जाते. स्फोट-प्रूफ इलेक्ट्रिक हीटिंग घटक आतील सिलिंडरमध्ये स्थापित केला आहे आणि प्रतिक्रिया तापमान शोधण्यासाठी आणि नियंत्रित करण्यासाठी आण्विक चाळणी पॅकिंगच्या वरच्या आणि तळाशी दोन तापमान सेन्सर स्थित आहेत. उष्णतेचे नुकसान टाळण्यासाठी आणि बर्न्स टाळण्यासाठी बाहेरील सिलेंडर इन्सुलेशन लेयरने गुंडाळलेले आहे. शोषण अवस्थेतील वायुप्रवाह (प्राथमिक आणि दुय्यम कार्यरत अवस्थांसह) आणि पुनर्जन्म स्थिती उलट आहे. शोषण अवस्थेत, वरच्या टोकाचा पाईप गॅस आउटलेट आहे आणि खालचा शेवटचा पाईप गॅस इनलेट आहे. पुनर्जन्म अवस्थेत, वरच्या टोकाचा पाईप गॅस इनलेट आहे आणि खालचा शेवटचा पाईप गॅस आउटलेट आहे. ड्रायरच्या संख्येनुसार ड्रायिंग सिस्टम दोन टॉवर ड्रायर आणि तीन टॉवर ड्रायरमध्ये विभागली जाऊ शकते.

4.दोन टॉवर प्रक्रिया

डिव्हाइसमध्ये दोन ड्रायर स्थापित केले आहेत, जे संपूर्ण डिव्हाइसचे सतत ऑपरेशन साध्य करण्यासाठी एका चक्रात (48 तास) वैकल्पिक आणि पुनर्जन्म करतात. कोरडे झाल्यानंतर, हायड्रोजनचा दवबिंदू -60 ℃ खाली पोहोचू शकतो. कामकाजाच्या चक्रादरम्यान (48 तास), ड्रायर A आणि B अनुक्रमे कार्यरत आणि पुनरुत्पादक स्थितीतून जातात.

एका स्विचिंग सायकलमध्ये, ड्रायरला दोन अवस्था येतात: कार्यरत स्थिती आणि पुनर्जन्म स्थिती.

· पुनर्जन्म स्थिती: प्रोसेसिंग गॅस व्हॉल्यूम पूर्ण गॅस व्हॉल्यूम आहे. पुनरुत्पादन अवस्थेत हीटिंग स्टेज आणि ब्लोइंग कूलिंग स्टेज समाविष्ट आहे;

1) हीटिंग स्टेज - ड्रायरच्या आत असलेली हीटर काम करते आणि जेव्हा वरचे तापमान सेट मूल्यापर्यंत पोहोचते किंवा गरम होण्याची वेळ सेट मूल्यापर्यंत पोहोचते तेव्हा आपोआप गरम होणे थांबते;

२) कूलिंग स्टेज - ड्रायरने गरम होणे थांबवल्यानंतर, ड्रायर वर्किंग मोडवर स्विच करेपर्यंत तो थंड होण्यासाठी मूळ मार्गावर ड्रायरमधून हवेचा प्रवाह चालू राहतो.

· कामाची स्थिती: प्रोसेसिंग एअर व्हॉल्यूम पूर्ण क्षमतेने आहे आणि ड्रायरच्या आत असलेले हीटर काम करत नाही.

5.थ्री टॉवर वर्कफ्लो

सध्या, तीन टॉवर प्रक्रिया मोठ्या प्रमाणावर वापरली जाते. डिव्हाइसमध्ये तीन ड्रायर स्थापित केले आहेत, ज्यामध्ये डेसिकेंट्स (आण्विक चाळणी) मोठ्या प्रमाणात शोषण्याची क्षमता आणि तापमानाचा चांगला प्रतिकार असतो. संपूर्ण उपकरणाचे सतत ऑपरेशन साध्य करण्यासाठी ऑपरेशन, पुनर्जन्म आणि शोषण दरम्यान तीन ड्रायर्स पर्यायी असतात. कोरडे झाल्यानंतर, हायड्रोजन वायूचा दवबिंदू -70 ℃ खाली पोहोचू शकतो.

स्विचिंग सायकल दरम्यान, ड्रायर तीन अवस्थांमधून जातो: कार्यरत, शोषण आणि पुनर्जन्म. प्रत्येक राज्यासाठी, डीऑक्सीजनेशन, कूलिंग आणि वॉटर फिल्टरेशन नंतर कच्चा हायड्रोजन वायू ज्यामध्ये प्रवेश करतो तो पहिला ड्रायर स्थित आहे:

1) कार्यरत स्थिती: प्रोसेसिंग गॅसचे प्रमाण पूर्ण क्षमतेने आहे, ड्रायरमधील हीटर काम करत नाही आणि मध्यम कच्चा हायड्रोजन वायू आहे जो निर्जलीकरण झालेला नाही;

प्रवेश करणारा दुसरा ड्रायर येथे स्थित आहे:

2) पुनरुत्पादन स्थिती: 20% वायूचे प्रमाण: पुनर्जन्म स्थितीमध्ये हीटिंग स्टेज आणि ब्लोइंग कूलिंग स्टेज समाविष्ट आहे;

हीटिंग स्टेज - ड्रायरमधील हीटर कार्य करते आणि जेव्हा वरचे तापमान सेट मूल्यापर्यंत पोहोचते किंवा गरम होण्याची वेळ सेट मूल्यापर्यंत पोहोचते तेव्हा आपोआप गरम होणे थांबते;

कूलिंग स्टेज - ड्रायरने गरम होणे थांबवल्यानंतर, ड्रायर वर्किंग मोडवर स्विच करेपर्यंत तो थंड होण्यासाठी मूळ मार्गावरील ड्रायरमधून हवेचा प्रवाह चालू राहतो; जेव्हा ड्रायर पुनर्जन्म अवस्थेत असतो, तेव्हा माध्यम निर्जलीकरण कोरडे हायड्रोजन वायू असते;

प्रवेश करणारा तिसरा ड्रायर येथे आहे:

3)शोषण स्थिती: प्रोसेसिंग गॅस व्हॉल्यूम 20% आहे, ड्रायरमधील हीटर काम करत नाही आणि पुनरुत्पादनासाठी माध्यम हायड्रोजन वायू आहे.