पाण्याच्या इलेक्ट्रोलायसीसद्वारे हायड्रोजन शुध्दीकरण उपकरणाचे संक्षिप्त विश्लेषण

जसजसे स्वच्छ उर्जा आणि टिकाऊ विकासाचा जगाचा पाठपुरावा अधिक वाढत आहे, एक कार्यक्षम आणि स्वच्छ उर्जा वाहक म्हणून हायड्रोजन उर्जा हळूहळू लोकांच्या दृष्टीकोनात प्रवेश करत आहे. हायड्रोजन एनर्जी इंडस्ट्री साखळीतील एक महत्त्वाचा दुवा म्हणून, हायड्रोलिसिस हायड्रोजन उत्पादन उपकरणांमध्ये हायड्रोजन शुध्दीकरण तंत्रज्ञानाची भूमिका निर्विवाद आहे. हे केवळ हायड्रोजन आउटपुटच्या सुरक्षिततेवर आणि विश्वासार्हतेवर परिणाम करत नाहीइलेक्ट्रोलाइझर, परंतु हायड्रोजनच्या अनुप्रयोगाच्या व्याप्ती आणि आर्थिक फायद्यांवर थेट परिणाम होतो.

उत्पादन हायड्रोजनसाठी 1 आवश्यकता

एक रासायनिक कच्चा माल आणि उर्जा वाहक म्हणून, हायड्रोजनला वेगवेगळ्या अनुप्रयोग परिस्थितींमध्ये शुद्धता आणि अशुद्धता सामग्रीसाठी भिन्न आवश्यकता आहेत. सिंथेटिक अमोनिया, मिथेनॉल आणि इतर रासायनिक उद्योगांच्या उत्पादनात, उत्प्रेरक विषबाधा रोखण्यासाठी आणि उत्पादनाची गुणवत्ता सुनिश्चित करण्यासाठी, आवश्यकता पूर्ण करण्यासाठी अशुद्धता सामग्री कमी करण्यासाठी कच्च्या गॅसमधील सल्फाइड्स सारख्या विषांना आगाऊ काढून टाकणे आवश्यक आहे. धातुशास्त्र, सिरेमिक्स, ग्लास आणि सेमीकंडक्टर्स यासारख्या औद्योगिक क्षेत्रात हायड्रोजन उत्पादनाच्या थेट संपर्कात आहे आणि शुद्धता आणि अशुद्धता सामग्रीची आवश्यकता अधिक कठोर आहे. उदाहरणार्थ, सेमीकंडक्टर उद्योगात, हायड्रोजनचा वापर क्रिस्टल्स आणि सब्सट्रेट्सच्या तयारी, ऑक्सिडेशन, ne नीलिंग आणि इतर प्रक्रियेत केला जातो आणि ऑक्सिजन, पाणी, जड हायड्रोकार्बन, हायड्रोजन सल्फाइड आणि हायड्रोजनमधील इतर अशुद्धींच्या अशुद्धता सामग्रीवर अत्यंत उच्च निर्बंध आहेत. विशिष्ट हायड्रोजन शुद्धता पातळी तक्ता 1 मध्ये दर्शविली आहे.

सारणी 1 हायड्रोजन शुद्धता पातळी

2 डीऑक्सीजेनेशनचे कार्यरत तत्त्व

उत्प्रेरकाच्या कृतीत, हायड्रोजनमधील ऑक्सिजनची थोडी प्रमाणात पाणी तयार करण्यासाठी हायड्रोजनसह प्रतिक्रिया देऊ शकते, ज्यामुळे डीऑक्सीजेनेशनचा हेतू प्राप्त होतो.

ही प्रतिक्रिया एक्झोथर्मिक प्रतिक्रिया आहे आणि प्रतिक्रिया सूत्र खालीलप्रमाणे आहे:

2h₂ + O₂ (उत्प्रेरक) —— 2 एचओ + क्यू

कारण उत्प्रेरकाची रचना, रासायनिक गुणधर्म आणि गुणवत्ता स्वतःच प्रतिक्रियेच्या आधी आणि नंतर बदलत नाही, उत्प्रेरकाचा वापर पुनर्जन्म न करता सतत केला जाऊ शकतो.

आकृती 1 डीऑक्सिडायझर स्ट्रक्चरचे योजनाबद्ध आकृती

डीऑक्सिडायझर एक आतील आणि बाह्य सिलेंडर रचना आहे. उत्प्रेरक बाह्य सिलेंडर आणि आतील सिलेंडर दरम्यान लोड केले जाते. स्फोट-प्रूफ इलेक्ट्रिक हीटिंग घटक आतील सिलेंडरमध्ये स्थापित केला आहे. प्रतिक्रिया तापमान शोधण्यासाठी आणि नियंत्रित करण्यासाठी दोन तापमान सेन्सर अनुक्रमे उत्प्रेरक फिलरच्या वरच्या आणि तळाशी आहेत. उष्णतेचे नुकसान टाळण्यासाठी आणि बर्न्स टाळण्यासाठी बाह्य सिलेंडर इन्सुलेशन लेयरने झाकलेले असते. कच्चा हायड्रोजन डीओक्सिडायझरच्या वरच्या इनलेटमधून आतील सिलेंडरमध्ये प्रवेश करतो, इलेक्ट्रिक हीटिंग घटकाने गरम केला जातो आणि तळाशी वरुन उत्प्रेरक बेडमधून वाहतो. कच्च्या हायड्रोजनमधील ऑक्सिजन पाणी तयार करण्यासाठी उत्प्रेरकाच्या क्रियेखाली हायड्रोजनसह प्रतिक्रिया देते. खालच्या आउटलेटमधून वाहणार्‍या हायड्रोजनमधील ऑक्सिजन सामग्री 1 पीपीएमच्या खाली कमी केली जाऊ शकते. संयोजनाने तयार केलेले पाणी हायड्रोजनसह वायू स्वरूपात डीऑक्सिडायझरमधून वाहते, त्यानंतरच्या हायड्रोजन कूलरमध्ये कंडेन्स, गॅस-वॉटर सेपरेटरमध्ये फिल्टर केले जाते आणि सिस्टममधून डिस्चार्ज केले जाते.

3 कोरडे करण्याचे कार्य तत्त्व

हायड्रोजन एक म्हणून आण्विक चाळणीचा वापर करून सोशोशनद्वारे वाळवले जातेइलेक्ट्रोलाइझरor डसॉर्बेंट. कोरडे झाल्यानंतर हायड्रोजनचा दव बिंदू -70 below च्या खाली पोहोचू शकतो.

पाणी हे एक अतिशय ध्रुवीय रेणू आहे आणि आण्विक चाळणीचे पाण्याबद्दल तीव्र आत्मीयता आहे. आण्विक चाळणीची सोय म्हणजे शारीरिक शोषण. जेव्हा शोषण संतृप्त होते, तेव्हा पुन्हा शोषण होण्यापूर्वी उष्णता आणि पुन्हा निर्माण होण्यास थोडा कालावधी लागतो. म्हणून, अइलेक्ट्रोलाइझरशुद्धीकरण डिव्हाइसमध्ये कमीतकमी दोन ड्रायर असतात, एक स्थिर ड्यू पॉईंटसह हायड्रोजनचे सतत उत्पादन सुनिश्चित करण्यासाठी, दुसरे पुनर्जन्म होते.

आकृती 2 ड्रायर स्ट्रक्चरची योजनाबद्ध आकृती

ड्रायर एक आतील आणि बाह्य सिलेंडरची रचना आहे. अ‍ॅडसॉर्बेंट बाह्य सिलेंडर आणि अंतर्गत सिलेंडर दरम्यान भरलेले आहे. स्फोट-प्रूफ इलेक्ट्रिक हीटिंग घटक आतील सिलेंडरमध्ये स्थापित केला आहे. प्रतिक्रिया तापमान शोधण्यासाठी आणि नियंत्रित करण्यासाठी दोन तापमान सेन्सर आण्विक चाळणीच्या फिलरच्या वरच्या आणि खालच्या बाजूला आहेत. उष्णतेचे नुकसान टाळण्यासाठी आणि बर्न्स टाळण्यासाठी बाह्य सिलेंडर इन्सुलेशन लेयरने झाकलेले असते. सोशोशन स्टेटमधील एअरफ्लो (मुख्य कार्यरत राज्य आणि दुय्यम कार्य स्थितीसह) आणि पुनर्जन्म राज्य उलट आहे. सोशोशन स्टेटमध्ये, पाईपचा वरचा टोक गॅस आउटलेट आहे आणि पाईपचा खालचा टोक गॅस इनलेट आहे. पुनर्जन्म स्थितीत, पाईपचा वरचा टोक गॅस इनलेट आहे आणि पाईपच्या खालच्या टोकाला गॅस आउटलेट आहे. ड्रायरच्या संख्येनुसार, इलेक्ट्रोलाइझर कोरडे प्रणाली दोन-टॉवर ड्रायर आणि तीन-टॉवर ड्रायरमध्ये विभागली जाऊ शकते.

सध्या, तीन-टॉवर प्रक्रिया मुख्यतः हायड्रोजन शुध्दीकरणासाठी वापरली जातेइलेक्ट्रोलाइझर? तीन ड्रायर वैकल्पिकरित्या काम करतात आणि वाळलेल्या हायड्रोजनचा दव बिंदू -70 below च्या खाली पोहोचू शकतो.