Со зголемениот глобален стремеж за чиста енергија и одржлив развој, водородната енергија, како ефикасен и чист носител на енергија, постепено влегува во визијата на луѓето. Како клучна алка во синџирот на индустријата за водородна енергија, технологијата за прочистување на водород не само што се однесува на безбедноста и доверливоста на водородната енергија, туку и директно влијае на опсегот на примена и економските придобивки од водородната енергија.
1.Барања за производ водород
Водородот, како хемиска суровина и носител на енергија, има различни барања за чистота и содржина на нечистотии во различни сценарија на примена. Во производството на синтетички амонијак, метанол и други хемиски производи, со цел да се спречи труење со катализатор и да се обезбеди квалитет на производот, сулфидите и другите токсични материи во гасот за храна мора однапред да се отстранат за да се намали содржината на нечистотија за да се исполнат барањата. Во индустриските области како што се металургијата, керамиката, стаклото и полупроводниците, водородниот гас доаѓа во директен контакт со производите, а барањата за чистота и содржина на нечистотии се построги. На пример, во индустријата за полупроводници, водородот се користи за процеси како што се подготовка на кристали и подлоги, оксидација, жарење итн., кои имаат исклучително високи ограничувања на нечистотиите како што се кислород, вода, тешки јаглеводороди, водород сулфид итн.
2. Принципот на работа на деоксигенација
Под дејство на катализатор, мала количина на кислород во водородот може да реагира со водородот за да произведе вода, постигнувајќи ја целта на деоксигенација. Реакцијата е егзотермна реакција, а равенката на реакцијата е следна:
2H 2 + O 2 (катализатор) -2H 2 O + Q
Бидејќи составот, хемиските својства и квалитетот на самиот катализатор не се менуваат пред и по реакцијата, катализаторот може да се користи континуирано без регенерација.
Деоксидаторот има внатрешна и надворешна структура на цилиндри, при што катализаторот е натоварен помеѓу надворешниот и внатрешниот цилиндар. Електричната грејна компонента отпорна на експлозија е инсталирана во внатрешниот цилиндар, а два температурни сензори се наоѓаат на врвот и на дното на пакувањето на катализаторот за откривање и контрола на температурата на реакцијата. Надворешниот цилиндар е обвиткан со изолационен слој за да се спречи загубата на топлина и да се избегнат изгореници. Суровиот водород влегува во внатрешниот цилиндар од горниот влез на деоксидаторот, се загрева со електричен грејач и тече низ креветот на катализаторот од дното кон врвот. Кислородот во суровиот водород реагира со водородот под дејство на катализаторот за да произведе вода. Содржината на кислород во водородот што тече од долниот излез може да се намали на под 1 ppm. Водата генерирана од комбинацијата истекува од деоксидаторот во гасовита форма со водородниот гас, се кондензира во последователниот водороден ладилник, се филтрира во сепараторот воздух-вода и се испушта од системот.
3.Принцип на работа на сувост
Сушењето на водородниот гас го усвојува методот на адсорпција, користејќи молекуларни сита како адсорбенти. По сушењето, точката на росење на водородниот гас може да достигне под -70 ℃. Молекуларното сито е вид на алумосиликатно соединение со кубна решетка, кое формира многу шуплини со иста големина внатре по дехидрација и има многу голема површина. Молекуларните сита се нарекуваат молекуларни сита бидејќи можат да одвојат молекули со различни форми, дијаметри, поларитети, точки на вриење и нивоа на заситеност.
Водата е многу поларна молекула, а молекуларните сита имаат силен афинитет за вода. Адсорпцијата на молекуларните сита е физичка адсорпција, а кога адсорпцијата е заситена, потребно е одреден временски период да се загрее и регенерира пред да може повторно да се адсорбира. Затоа, најмалку две сушари се вклучени во уредот за прочистување, при што едната работи додека другата се регенерира, за да се обезбеди континуирано производство на водороден гас стабилен во точката на росење.
Машината за сушење има внатрешна и надворешна структура на цилиндри, при што адсорбентот е натоварен помеѓу надворешниот и внатрешниот цилиндар. Електричната грејна компонента отпорна на експлозија е инсталирана во внатрешниот цилиндар, а два температурни сензори се наоѓаат на врвот и на дното на пакувањето на молекуларното сито за да се открие и контролира температурата на реакцијата. Надворешниот цилиндар е обвиткан со изолационен слој за да се спречи загубата на топлина и да се избегнат изгореници. Протокот на воздух во состојба на адсорпција (вклучувајќи ги примарните и секундарните работни состојби) и состојбата на регенерација е обратна. Во состојба на адсорпција, горната крајна цевка е излезот на гасот, а долната крајна цевка е влезот за гас. Во состојба на регенерација, горната крајна цевка е влезот за гас, а долната крајна цевка е излезот на гасот. Системот за сушење може да се подели на две кули сушари и три кули сушари според бројот на сушари.
4. Процес на две кули
Во уредот се инсталирани две сушари, кои наизменично се менуваат и се регенерираат во еден циклус (48 часа) за да се постигне континуирано работење на целиот уред. По сушењето, точката на росење на водородот може да достигне под -60 ℃. За време на работниот циклус (48 часа), сушарите А и Б се подложени на работни и регенерирачки состојби, соодветно.
Во еден циклус на префрлување, машината за сушење доживува две состојби: работна состојба и состојба на регенерација.
·Состојба на регенерација: Обемот на преработувачкиот гас е полн волумен на гас. Состојбата на регенерација вклучува фаза на загревање и фаза на ладење со дување;
1) Фаза на загревање – грејачот во машината за сушење работи и автоматски престанува да се загрева кога горната температура ќе ја достигне поставената вредност или времето на загревање ќе ја достигне поставената вредност;
2) Фаза на ладење – Откако машината за сушење ќе престане да се загрева, протокот на воздух продолжува да тече низ машината за сушење по оригиналната патека за да се олади додека машината за сушење не се префрли на работен режим.
· Работен статус: Волуменот на воздухот за обработка е со полн капацитет, а грејачот во машината за сушење не работи.
5.Три кула работен тек
Во моментов, процесот на три кули е широко користен. Во уредот се вградени три сушари кои содржат сушени средства (молекуларни сита) со голем капацитет на адсорпција и добра температурна отпорност. Три машини за сушење се менуваат помеѓу работа, регенерација и адсорпција за да се постигне континуирано работење на целиот уред. По сушењето, точката на росење на водородниот гас може да достигне под -70 ℃.
За време на циклусот на префрлување, машината за сушење поминува низ три состојби: работа, адсорпција и регенерација. За секоја состојба, се наоѓа првата машина за сушење во која влегува суровиот водороден гас по деоксигенација, ладење и филтрација на водата:
1) Работен статус: Волуменот на преработувачкиот гас е со полн капацитет, грејачот во машината за сушење не работи, а медиумот е суров водороден гас кој не е дехидриран;
Второто влегување на машината за сушење се наоѓа на:
2) Состојба на регенерација: 20% волумен на гас: Состојбата на регенерација вклучува фаза на загревање и фаза на ладење со дување;
Фаза на загревање – грејачот во машината за сушење работи и автоматски престанува да се загрева кога горната температура ќе ја достигне поставената вредност или времето на загревање ја достигне поставената вредност;
Фаза на ладење – Откако машината за сушење ќе престане да се загрева, протокот на воздух продолжува да тече низ машината за сушење по оригиналната патека за да се излади додека машината за сушење не се префрли на работен режим; Кога машината за сушење е во фаза на регенерација, медиумот е дехидриран сув водороден гас;
Третата машина за сушење што влегува се наоѓа на:
3) Состојба на адсорпција: Волуменот на гасот за обработка е 20%, грејачот во машината за сушење не работи, а медиумот е водороден гас за регенерација.
Време на објавување: Декември-19-2024 година
