Aparato sa Pagputli sa Hydrogen sa Elektrolitikong Tubig

Uban sa nagkadako nga pagpangita sa limpyo nga enerhiya ug malungtarong kalamboan sa tibuok kalibutan, ang enerhiya sa hydrogen, isip usa ka episyente ug limpyo nga tigdala sa enerhiya, hinay-hinay nga misulod sa panan-aw sa mga tawo. Isip usa ka importanteng sumpay sa kadena sa industriya sa enerhiya sa hydrogen, ang teknolohiya sa pagputli sa hydrogen dili lamang mahitungod sa kaluwasan ug kasaligan sa enerhiya sa hydrogen, apan direktang makaapekto usab sa gilapdon sa aplikasyon ug mga benepisyo sa ekonomiya sa enerhiya sa hydrogen.

1. Mga kinahanglanon para sa produkto nga hydrogen

Ang hydrogen, isip usa ka kemikal nga hilaw nga materyal ug tigdala sa enerhiya, adunay lain-laing mga kinahanglanon alang sa kaputli ug sulud sa hugaw sa lain-laing mga senaryo sa aplikasyon. Sa paghimo sa sintetikong ammonia, methanol ug uban pang mga produkto sa kemikal, aron malikayan ang pagkahilo sa catalyst ug masiguro ang kalidad sa produkto, ang mga sulfide ug uban pang makahilong mga substansiya sa feed gas kinahanglan nga tangtangon daan aron makunhuran ang sulud sa hugaw aron matuman ang mga kinahanglanon. Sa mga natad sa industriya sama sa metalurhiya, seramika, bildo, ug semiconductors, ang hydrogen gas direktang makontak sa mga produkto, ug ang mga kinahanglanon alang sa kaputli ug sulud sa hugaw mas estrikto. Pananglitan, sa industriya sa semiconductor, ang hydrogen gigamit alang sa mga proseso sama sa pag-andam sa kristal ug substrate, oksihenasyon, annealing, ug uban pa, nga adunay taas kaayo nga mga limitasyon sa mga hugaw sama sa oxygen, tubig, bug-at nga hydrocarbons, hydrogen sulfide, ug uban pa sa hydrogen.

2. Ang prinsipyo sa pagtrabaho sa deoxygenation

Ubos sa aksyon sa usa ka katalista, ang gamay nga gidaghanon sa oksiheno sa hydrogen mahimong mo-react sa hydrogen aron makahimo og tubig, nga makab-ot ang katuyoan sa deoxygenation. Ang reaksyon usa ka exothermic nga reaksyon, ug ang equation sa reaksyon mao ang mosunod:

2H₂+O₂ (katalista) -2H₂O+Q

Tungod kay ang komposisyon, kemikal nga mga kabtangan, ug kalidad sa katalista mismo dili mausab sa wala pa ug pagkahuman sa reaksyon, ang katalista mahimong gamiton nga padayon nga wala’y pagbag-o.

Ang deoxidizer adunay sulod ug gawas nga istruktura sa silindro, diin ang catalyst gikarga taliwala sa gawas ug sulod nga mga silindro. Ang explosion-proof electric heating component gi-install sulod sa sulod nga silindro, ug duha ka temperature sensor ang nahimutang sa ibabaw ug ubos sa catalyst packing aron makamatikod ug makakontrol sa temperatura sa reaksyon. Ang gawas nga silindro giputos sa insulation layer aron malikayan ang pagkawala sa kainit ug malikayan ang pagkasunog. Ang hilaw nga hydrogen mosulod sa sulod nga silindro gikan sa ibabaw nga inlet sa deoxidizer, gipainit sa usa ka electric heating element, ug moagos agi sa catalyst bed gikan sa ubos ngadto sa taas. Ang oxygen sa hilaw nga hydrogen mo-react sa hydrogen ubos sa aksyon sa catalyst aron makahimo og tubig. Ang oxygen content sa hydrogen nga moagos gikan sa ubos nga outlet mahimong maminusan ngadto sa ubos sa 1ppm. Ang tubig nga namugna sa kombinasyon moagos gikan sa deoxidizer sa gas nga porma uban sa hydrogen gas, mo-condense sa sunod nga hydrogen cooler, mosala sa air-water separator, ug mogawas gikan sa sistema.

3. Prinsipyo sa pagtrabaho sa pagkauga

Ang pagpauga sa hydrogen gas naggamit ug adsorption method, gamit ang molecular sieves isip adsorbent. Human sa pagpauga, ang dew point sa hydrogen gas mahimong moabot sa ubos sa -70 ℃. Ang molecular sieve usa ka klase sa aluminosilicate compound nga adunay cubic lattice, nga nagporma og daghang mga lungag nga parehas og gidak-on sa sulod human sa dehydration ug adunay dako kaayong surface area. Ang mga molecular sieves gitawag og molecular sieves tungod kay mahimo niini nga ibulag ang mga molekula nga adunay lain-laing porma, diametro, polarity, boiling point, ug saturation level.

Ang tubig usa ka molekula nga polar kaayo, ug ang mga molecular sieves adunay kusog nga affinity sa tubig. Ang adsorption sa mga molecular sieves kay physical adsorption, ug kung ang adsorption saturated na, magkinahanglan kini og panahon aron initon ug ma-regenerate sa dili pa kini ma-adsorb pag-usab. Busa, labing menos duha ka dryer ang gilakip sa usa ka purification device, diin ang usa mogana samtang ang usa mo-regenerate, aron masiguro ang padayon nga produksiyon sa dew point stable hydrogen gas.

Ang dryer adunay sulod ug gawas nga istruktura sa silindro, diin ang adsorbent gikarga taliwala sa gawas ug sulod nga mga silindro. Ang explosion-proof electric heating component gi-install sulod sa sulod nga silindro, ug duha ka temperature sensor ang nahimutang sa ibabaw ug ubos sa molecular sieve packing aron makamatikod ug makontrol ang temperatura sa reaksyon. Ang gawas nga silindro giputos sa insulation layer aron malikayan ang pagkawala sa kainit ug malikayan ang pagkasunog. Ang airflow sa adsorption state (lakip ang primary ug secondary working states) ug regeneration state gibaliktad. Sa adsorption state, ang ibabaw nga tumoy sa tubo mao ang gas outlet ug ang ubos nga tumoy sa tubo mao ang gas inlet. Sa regeneration state, ang ibabaw nga tumoy sa tubo mao ang gas inlet ug ang ubos nga tumoy sa tubo mao ang gas outlet. Ang drying system mahimong bahinon sa duha ka tower dryers ug tulo ka tower dryers sumala sa gidaghanon sa mga dryers.

4. Duha ka proseso sa tore

Duha ka dryer ang gibutang sa device, nga magpuli-puli ug mag-regenerate sulod sa usa ka cycle (48 ka oras) aron makab-ot ang padayon nga operasyon sa tibuok device. Human sa pagpauga, ang dew point sa hydrogen mahimong moabot sa ubos sa -60 ℃. Atol sa usa ka working cycle (48 ka oras), ang mga dryer A ug B moagi sa working ug regenerating states, matag usa.

Sa usa ka switching cycle, ang dryer makasinati og duha ka estado: working state ug regeneration state.

·Kahimtang sa pagbag-o: Ang gidaghanon sa gas sa pagproseso kay bug-os nga gidaghanon sa gas. Ang kahimtang sa pagbag-o naglakip sa yugto sa pagpainit ug yugto sa pagpabugnaw sa paghuyop;

1) Yugto sa pagpainit – ang heater sa sulod sa dryer mogana, ug awtomatikong mohunong sa pagpainit kon ang taas nga temperatura makaabot sa gitakdang kantidad o ang oras sa pagpainit makaabot sa gitakdang kantidad;

2) Yugto sa pagpabugnaw – Human mohunong sa pag-init ang dryer, ang hangin magpadayon sa pag-agos agi sa dryer sa orihinal nga agianan aron pabugnawon kini hangtod nga mobalhin ang dryer sa working mode.

·Kahimtang sa pagtrabaho: Ang gidaghanon sa hangin sa pagproseso anaa sa bug-os nga kapasidad, ug ang heater sa sulod sa dryer dili mogana.

5. Tulo ka tore nga workflow

Sa pagkakaron, ang proseso sa tulo ka tore kay kaylap nga gigamit. Tulo ka dryer ang gi-install sa device, nga adunay mga desiccant (molecular sieves) nga adunay dakong kapasidad sa adsorption ug maayong resistensya sa temperatura. Tulo ka dryer ang nagpuli-puli tali sa operasyon, regeneration, ug adsorption aron makab-ot ang padayon nga operasyon sa tibuok device. Human sa pagpauga, ang dew point sa hydrogen gas mahimong moabot sa ubos sa -70 ℃.

Atol sa switching cycle, ang dryer moagi sa tulo ka estado: pagtrabaho, adsorption, ug regeneration. Alang sa matag estado, ang unang dryer diin mosulod ang hilaw nga hydrogen gas human sa deoxygenation, cooling, ug water filtration nahimutang:

1) Kahimtang sa Pagtrabaho: Ang gidaghanon sa gas sa pagproseso anaa sa bug-os nga kapasidad, ang heater sa sulod sa dryer dili mogana, ug ang medium kay hilaw nga hydrogen gas nga wala pa ma-dehydrate;

Ang ikaduhang pagsulod sa dryer nahimutang sa:

2) Kahimtang sa pagbag-o: 20% nga gidaghanon sa gas: Ang kahimtang sa pagbag-o naglakip sa yugto sa pagpainit ug yugto sa pagpabugnaw sa paghuyop;

Yugto sa pagpainit – ang heater sa sulod sa dryer mogana, ug awtomatikong mohunong sa pagpainit kon ang taas nga temperatura makaabot sa gitakdang kantidad o ang oras sa pagpainit makaabot sa gitakdang kantidad;

Yugto sa Pagpabugnaw – Human mohunong sa pagpainit ang dryer, ang agos sa hangin magpadayon sa pag-agos agi sa dryer sa orihinal nga agianan aron pabugnawon kini hangtod nga ang dryer mobalhin sa working mode; Kung ang dryer naa sa regeneration stage, ang medium mahimong dehydrated dry hydrogen gas;

Ang ikatulong dryer nga mosulod nahimutang sa:

3) Kahimtang sa adsorption: Ang gidaghanon sa processing gas kay 20%, ang heater sa dryer dili mogana, ug ang medium kay hydrogen gas para sa regeneration.