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 ऊर्जेच्या सुरक्षितते आणि विश्वासार्हतेशी संबंधित नाही तर हायड्रोजन ऊर्जेच्या वापराच्या व्याप्तीवर आणि आर्थिक फायद्यांवर देखील थेट परिणाम करते.
१. हायड्रोजन उत्पादनासाठी आवश्यकता
रासायनिक कच्चा माल आणि ऊर्जा वाहक म्हणून हायड्रोजनला वेगवेगळ्या अनुप्रयोग परिस्थितींमध्ये शुद्धता आणि अशुद्धता सामग्रीसाठी वेगवेगळ्या आवश्यकता असतात. कृत्रिम अमोनिया, मिथेनॉल आणि इतर रासायनिक उत्पादनांच्या उत्पादनात, उत्प्रेरक विषबाधा रोखण्यासाठी आणि उत्पादनाची गुणवत्ता सुनिश्चित करण्यासाठी, आवश्यकता पूर्ण करण्यासाठी अशुद्धता सामग्री कमी करण्यासाठी फीड गॅसमधील सल्फाइड आणि इतर विषारी पदार्थ आगाऊ काढून टाकणे आवश्यक आहे. धातूशास्त्र, सिरेमिक्स, काच आणि अर्धवाहक यासारख्या औद्योगिक क्षेत्रात, हायड्रोजन वायू उत्पादनांशी थेट संपर्कात येतो आणि शुद्धता आणि अशुद्धता सामग्रीसाठी आवश्यकता अधिक कठोर असतात. उदाहरणार्थ, अर्धवाहक उद्योगात, हायड्रोजनचा वापर क्रिस्टल आणि सब्सट्रेट तयार करणे, ऑक्सिडेशन, अॅनिलिंग इत्यादी प्रक्रियांसाठी केला जातो, ज्यामध्ये हायड्रोजनमध्ये ऑक्सिजन, पाणी, जड हायड्रोकार्बन्स, हायड्रोजन सल्फाइड इत्यादी अशुद्धतेवर अत्यंत उच्च मर्यादा असतात.
२.ऑक्सिजनमुक्तीचे कार्य तत्व
उत्प्रेरकाच्या कृती अंतर्गत, हायड्रोजनमधील थोड्या प्रमाणात ऑक्सिजन हायड्रोजनशी प्रतिक्रिया करून पाणी तयार करू शकते, ज्यामुळे डीऑक्सिजनेशनचा उद्देश साध्य होतो. ही प्रतिक्रिया एक एक्झोथर्मिक प्रतिक्रिया आहे आणि प्रतिक्रिया समीकरण खालीलप्रमाणे आहे:
२ तास ₂+O ₂ (उत्प्रेरक) -२ तास ₂ O+Q
उत्प्रेरकाची रचना, रासायनिक गुणधर्म आणि गुणवत्ता अभिक्रियेच्या आधी आणि नंतर बदलत नसल्यामुळे, उत्प्रेरकाचा वापर पुनर्जन्माशिवाय सतत केला जाऊ शकतो.
डीऑक्सिडायझरमध्ये आतील आणि बाहेरील सिलेंडरची रचना असते, ज्यामध्ये उत्प्रेरक बाह्य आणि आतील सिलेंडरमध्ये लोड केला जातो. स्फोट-प्रूफ इलेक्ट्रिक हीटिंग घटक आतील सिलेंडरमध्ये स्थापित केला जातो आणि प्रतिक्रिया तापमान शोधण्यासाठी आणि नियंत्रित करण्यासाठी उत्प्रेरक पॅकिंगच्या वरच्या आणि खालच्या बाजूला दोन तापमान सेन्सर असतात. उष्णता कमी होण्यापासून रोखण्यासाठी आणि जळण्यापासून रोखण्यासाठी बाह्य सिलेंडर इन्सुलेशन थराने गुंडाळलेला असतो. कच्चा हायड्रोजन डीऑक्सिडायझरच्या वरच्या इनलेटमधून आतील सिलेंडरमध्ये प्रवेश करतो, इलेक्ट्रिक हीटिंग एलिमेंटद्वारे गरम केला जातो आणि उत्प्रेरक बेडमधून तळापासून वरपर्यंत वाहतो. कच्च्या हायड्रोजनमधील ऑक्सिजन उत्प्रेरकाच्या कृती अंतर्गत हायड्रोजनशी प्रतिक्रिया देऊन पाणी तयार करतो. खालच्या आउटलेटमधून बाहेर पडणाऱ्या हायड्रोजनमधील ऑक्सिजनचे प्रमाण 1ppm पेक्षा कमी केले जाऊ शकते. या संयोगाने निर्माण होणारे पाणी हायड्रोजन वायूसह वायू स्वरूपात डीऑक्सिडायझरमधून बाहेर पडते, त्यानंतरच्या हायड्रोजन कूलरमध्ये घनरूप होते, हवा-पाणी विभाजकात फिल्टर होते आणि सिस्टममधून सोडले जाते.
३. कोरडेपणाचे कार्य तत्व
हायड्रोजन वायू सुकविण्यासाठी शोषण पद्धत वापरली जाते, ज्यामध्ये आण्विक चाळणींचा वापर शोषक म्हणून केला जातो. वाळल्यानंतर, हायड्रोजन वायूचा दवबिंदू -७० ℃ पेक्षा कमी होऊ शकतो. आण्विक चाळणी हा एक प्रकारचा अॅल्युमिनोसिलिकेट संयुग आहे ज्यामध्ये घन जाळी असते, जी निर्जलीकरणानंतर आत समान आकाराच्या अनेक पोकळ्या तयार करते आणि त्याचे पृष्ठभाग खूप मोठे असते. आण्विक चाळणींना आण्विक चाळणी म्हणतात कारण ते वेगवेगळ्या आकार, व्यास, ध्रुवीयता, उकळत्या बिंदू आणि संपृक्तता पातळी असलेले रेणू वेगळे करू शकतात.
पाणी हे एक अत्यंत ध्रुवीय रेणू आहे आणि आण्विक चाळणींना पाण्याबद्दल तीव्र आकर्षण असते. आण्विक चाळणींचे शोषण हे भौतिक शोषण असते आणि जेव्हा शोषण संतृप्त होते तेव्हा ते पुन्हा शोषले जाण्यापूर्वी ते गरम होण्यास आणि पुनर्जन्म होण्यास काही वेळ लागतो. म्हणून, दवबिंदू स्थिर हायड्रोजन वायूचे सतत उत्पादन सुनिश्चित करण्यासाठी शुद्धीकरण उपकरणात किमान दोन ड्रायर समाविष्ट केले जातात, ज्यामध्ये एक कार्यरत असतो तर दुसरा पुनर्जन्मित होतो.
ड्रायरमध्ये आतील आणि बाहेरील सिलेंडरची रचना असते, ज्यामध्ये बाह्य आणि आतील सिलेंडरमध्ये शोषक लोड केलेले असते. स्फोट-प्रूफ इलेक्ट्रिक हीटिंग घटक आतील सिलेंडरमध्ये स्थापित केला जातो आणि प्रतिक्रिया तापमान शोधण्यासाठी आणि नियंत्रित करण्यासाठी आण्विक चाळणी पॅकिंगच्या वरच्या आणि खालच्या बाजूला दोन तापमान सेन्सर असतात. उष्णता कमी होण्यापासून रोखण्यासाठी आणि जळण्यापासून रोखण्यासाठी बाह्य सिलेंडर इन्सुलेशन थराने गुंडाळलेला असतो. शोषण अवस्थेत (प्राथमिक आणि दुय्यम कार्यरत अवस्थांसह) आणि पुनर्जन्म अवस्थेतील वायुप्रवाह उलट केला जातो. शोषण अवस्थेत, वरचा टोकाचा पाईप गॅस आउटलेट असतो आणि खालचा टोकाचा पाईप गॅस इनलेट असतो. पुनर्जन्म अवस्थेत, वरचा टोकाचा पाईप गॅस इनलेट असतो आणि खालचा टोकाचा पाईप गॅस आउटलेट असतो. ड्रायरच्या संख्येनुसार ड्रायिंग सिस्टम दोन टॉवर ड्रायर आणि तीन टॉवर ड्रायरमध्ये विभागली जाऊ शकते.
४.टू टॉवर प्रक्रिया
या उपकरणात दोन ड्रायर बसवले आहेत, जे एका चक्रात (४८ तास) बदलतात आणि पुन्हा निर्माण होतात जेणेकरून संपूर्ण उपकरणाचे सतत ऑपरेशन साध्य होईल. कोरडे झाल्यानंतर, हायड्रोजनचा दवबिंदू -६० ℃ पेक्षा कमी होऊ शकतो. एका कार्यरत चक्रादरम्यान (४८ तास), ड्रायर A आणि B अनुक्रमे कार्यरत आणि पुनर्जन्म अवस्थेतून जातात.
एका स्विचिंग सायकलमध्ये, ड्रायर दोन अवस्था अनुभवतो: कार्यरत अवस्था आणि पुनर्जन्म अवस्था.
·पुनर्जन्म स्थिती: प्रक्रिया वायूचे प्रमाण पूर्ण वायूचे प्रमाण आहे. पुनर्जन्म अवस्थेत हीटिंग स्टेज आणि ब्लोइंग कूलिंग स्टेज समाविष्ट आहे;
१) हीटिंग स्टेज - ड्रायरमधील हीटर काम करतो आणि जेव्हा वरचे तापमान सेट मूल्यापर्यंत पोहोचते किंवा हीटिंग वेळ सेट मूल्यापर्यंत पोहोचतो तेव्हा ते आपोआप गरम होणे थांबवते;
२) थंड होण्याची अवस्था - ड्रायर गरम होणे थांबवल्यानंतर, ड्रायर कार्यरत मोडवर स्विच होईपर्यंत हवेचा प्रवाह ड्रायरमधून मूळ मार्गाने वाहत राहतो जेणेकरून तो थंड होईल.
·कामाची स्थिती: प्रक्रिया करणारी हवा पूर्ण क्षमतेने भरलेली आहे आणि ड्रायरमधील हीटर काम करत नाही.
५.तीन टॉवर वर्कफ्लो
सध्या, तीन टॉवर प्रक्रिया मोठ्या प्रमाणात वापरली जाते. उपकरणात तीन ड्रायर बसवले आहेत, ज्यामध्ये मोठ्या प्रमाणात शोषण क्षमता आणि चांगल्या तापमान प्रतिरोधकतेसह डेसिकेंट्स (आण्विक चाळणी) असतात. संपूर्ण उपकरणाचे सतत ऑपरेशन साध्य करण्यासाठी ऑपरेशन, पुनर्जन्म आणि शोषण दरम्यान तीन ड्रायर पर्यायी असतात. कोरडे झाल्यानंतर, हायड्रोजन वायूचा दवबिंदू -70 ℃ पेक्षा कमी पोहोचू शकतो.
स्विचिंग सायकल दरम्यान, ड्रायर तीन अवस्थांमधून जातो: कार्य करणे, शोषणे आणि पुनर्जन्म. प्रत्येक अवस्थेत, पहिला ड्रायर ज्यामध्ये कच्चा हायड्रोजन वायू डीऑक्सिजनेशन, कूलिंग आणि वॉटर फिल्ट्रेशन नंतर प्रवेश करतो तो असतो:
१) काम करण्याची स्थिती: प्रक्रिया वायूचे प्रमाण पूर्ण क्षमतेने आहे, ड्रायरमधील हीटर काम करत नाही आणि माध्यम कच्चा हायड्रोजन वायू आहे जो निर्जलीकरण झालेला नाही;
दुसरा ड्रायर एंट्री येथे आहे:
२) पुनर्जन्म स्थिती: २०% वायूचे प्रमाण: पुनर्जन्म स्थितीमध्ये हीटिंग स्टेज आणि ब्लोइंग कूलिंग स्टेज समाविष्ट आहे;
गरम करण्याची अवस्था - ड्रायरमधील हीटर काम करतो आणि जेव्हा वरचे तापमान सेट मूल्यापर्यंत पोहोचते किंवा गरम होण्याची वेळ सेट मूल्यापर्यंत पोहोचते तेव्हा ते आपोआप गरम होणे थांबवते;
थंड होण्याची अवस्था - ड्रायर गरम होणे थांबवल्यानंतर, ड्रायर कार्यरत मोडवर स्विच होईपर्यंत हवेचा प्रवाह ड्रायरमधून मूळ मार्गाने वाहत राहतो; जेव्हा ड्रायर पुनर्जन्म अवस्थेत असतो, तेव्हा माध्यम निर्जलीकरण केलेले ड्राय हायड्रोजन वायू असते;
तिसरा ड्रायर एंट्री येथे आहे:
३) शोषण स्थिती: प्रक्रिया वायूचे प्रमाण २०% आहे, ड्रायरमधील हीटर काम करत नाही आणि माध्यम म्हणजे पुनर्जन्मासाठी हायड्रोजन वायू.
पोस्ट वेळ: डिसेंबर-१९-२०२४
