З павелічэннем сусветнага імкнення да чыстай энергіі і ўстойлівага развіцця вадародная энергетыка, як эфектыўны і чысты носьбіт энергіі, паступова ўваходзіць у поле зроку людзей. З'яўляючыся ключавым звяном у ланцугу вадароднай энергетыкі, тэхналогія ачысткі вадароду не толькі тычыцца бяспекі і надзейнасці вадароднай энергіі, але і непасрэдна ўплывае на сферу прымянення і эканамічныя выгады вадароднай энергіі.
1.Патрабаванні да прадукту вадароду
Вадарод, як хімічная сыравіна і энерганосьбіт, мае розныя патрабаванні да чысціні і зместу прымешак у розных сцэнарыях прымянення. Пры вытворчасці сінтэтычнага аміяку, метанолу і іншых хімічных прадуктаў, каб прадухіліць атручванне каталізатарам і забяспечыць якасць прадукцыі, сульфіды і іншыя таксічныя рэчывы ў сыравінным газе неабходна загадзя выдаліць, каб паменшыць утрыманне прымешак для задавальнення патрабаванняў. У такіх галінах прамысловасці, як металургія, кераміка, шкло і паўправаднікі, вадарод уступае ў непасрэдны кантакт з прадуктамі, і патрабаванні да чысціні і ўтрыманню прымешак больш жорсткія. Напрыклад, у паўправадніковай прамысловасці вадарод выкарыстоўваецца для такіх працэсаў, як падрыхтоўка крышталя і падкладкі, акісленне, адпал і г.д., якія маюць надзвычай высокія абмежаванні на такія прымешкі, як кісларод, вада, цяжкія вуглевадароды, серавадарод і г.д.
2. Прынцып працы дэзаксігенацыі
Пад дзеяннем каталізатара невялікая колькасць кіслароду ў вадародзе можа ўступаць у рэакцыю з вадародам для атрымання вады, дасягаючы мэты дэзаксігенацыі. Рэакцыя з'яўляецца экзатэрмічнай, і ўраўненне рэакцыі выглядае наступным чынам:
2H ₂+O ₂ (каталізатар) -2H ₂ O+Q
Паколькі склад, хімічныя ўласцівасці і якасць самога каталізатара не змяняюцца да і пасля рэакцыі, каталізатар можна выкарыстоўваць пастаянна без рэгенерацыі.
Раскісліцель мае ўнутраную і знешнюю структуру цыліндраў, з каталізатарам, загружаным паміж вонкавым і ўнутраным цыліндрамі. Выбухаабаронены электрычны награвальны кампанент усталяваны ўнутры ўнутранага цыліндру, а два датчыка тэмпературы размешчаны ўверсе і ўнізе ўпакоўкі каталізатара для выяўлення і кантролю тэмпературы рэакцыі. Знешні цыліндр абгорнуты ізаляцыйным пластом, каб прадухіліць страты цяпла і пазбегнуць апёкаў. Неапрацаваны вадарод паступае ва ўнутраны цыліндр з верхняга ўваходу раскісліцеля, награваецца электрычным награвальным элементам і цячэ праз пласт каталізатара знізу ўверх. Кісларод у неапрацаваным вадародзе рэагуе з вадародам пад дзеяннем каталізатара з атрыманнем вады. Утрыманне кіслароду ў вадародзе, які выцякае з ніжняга выхаду, можа быць зніжана ніжэй за 1 праміле. Вада, якая ўтвараецца камбінацыяй, выцякае з раскісліцеля ў газападобным выглядзе разам з вадародным газам, кандэнсуецца ў наступным ахаладжальніку вадароду, фільтруецца ў паветрана-вадзяным сепаратары і выводзіцца з сістэмы.
3. Прынцып працы сухасці
Сушка вадароду ажыццяўляецца метадам адсорбцыі з выкарыстаннем малекулярных сіт у якасці адсарбентаў. Пасля высыхання кропка расы вадароду можа дасягаць ніжэй -70 ℃. Малекулярнае сіта - гэта разнавіднасць алюмасілікатнага злучэння з кубічнай рашоткай, якая пасля абязводжвання ўтварае ўнутры мноства паражнін аднолькавага памеру і мае вельмі вялікую плошчу паверхні. Малекулярныя сіты называюцца малекулярнымі сітамі, таму што яны могуць падзяляць малекулы рознай формы, дыяметра, палярнасці, тэмпературы кіпення і ўзроўню насычэння.
Вада - вельмі палярная малекула, і малекулярныя сіты маюць моцнае сродства да вады. Адсорбцыя малекулярных сіт - гэта фізічная адсорбцыя, і калі адсорбцыя насычаецца, патрабуецца некаторы перыяд часу для нагрэву і рэгенерацыі, перш чым яе можна будзе адсарбаваць зноў. Такім чынам, прынамсі дзве сушылкі ўключаны ў прыладу ачысткі, прычым адна працуе, а другая аднаўляецца, каб забяспечыць бесперапынную выпрацоўку вадароду, стабільнага да кропкі расы.
Сушылка мае ўнутраны і знешні цыліндры, з адсарбентам, загружаным паміж вонкавым і ўнутраным цыліндрамі. Выбухаабаронены электрычны награвальны кампанент усталяваны ўнутры ўнутранага цыліндру, а два датчыка тэмпературы размешчаны ўверсе і ўнізе ўпакоўкі малекулярнага сіта для выяўлення і кантролю тэмпературы рэакцыі. Знешні цыліндр абгорнуты ізаляцыйным пластом, каб прадухіліць страты цяпла і пазбегнуць апёкаў. Паток паветра ў стане адсорбцыі (у тым ліку ў першасным і другасным працоўных станах) і ў стане рэгенерацыі змяняецца зваротным. У стане адсорбцыі верхняя кантавая труба з'яўляецца выхадам газу, а ніжняя - уваходам газу. У стане рэгенерацыі верхняя кантавая труба з'яўляецца уваходам газу, а ніжняя - выхадам газу. Сістэму сушкі можна падзяліць на дзве вежавыя сушылкі і тры вежавыя сушылкі ў залежнасці ад колькасці сушылак.
4. Двухвежавы працэс
У прыладзе ўстаноўлены дзве сушылкі, якія чаргуюцца і рэгенеруюць на працягу аднаго цыклу (48 гадзін), каб дасягнуць бесперапыннай працы ўсяго прыбора. Пасля высыхання кропка расы вадароду можа дасягаць ніжэй -60 ℃. На працягу працоўнага цыклу (48 гадзін) сушылкі A і B праходзяць адпаведна працоўны і рэгенерацыйны стан.
За адзін цыкл пераключэння сушылка знаходзіцца ў двух станах: працоўны стан і стан рэгенерацыі.
·Стан рэгенерацыі: аб'ём апрацоўчага газу - гэта поўны аб'ём газу. Стан рэгенерацыі ўключае ў сябе стадыю нагрэву і стадыю астуджэння абдувам;
1) Стадыя нагрэву – награвальнік унутры сушылкі працуе і аўтаматычна спыняе нагрэў, калі верхняя тэмпература дасягае зададзенага значэння або час нагрэву дасягае зададзенага значэння;
2) Стадыя астуджэння – пасля таго, як сушылка перастае награвацца, паток паветра працягвае цячы праз сушылку па зыходным шляху, каб астудзіць яе, пакуль сушылка не пераключыцца ў працоўны рэжым.
·Працоўны стан: аб'ём апрацоўчага паветра працуе на поўную магутнасць, а награвальнік у сушылцы не працуе.
5.Працэс працы з трыма вежамі
У цяперашні час працэс трох вежаў шырока выкарыстоўваецца. У прыладзе ўстаноўлены тры сушылкі, якія змяшчаюць асушальнікі (малекулярныя сіты) з вялікай адсарбцыйнай здольнасцю і добрай тэрмаўстойлівасцю. Тры сушылкі чаргуюць працу, рэгенерацыю і адсорбцыю для дасягнення бесперапыннай працы ўсёй прылады. Пасля высыхання кропка расы вадароду можа дасягаць ніжэй -70 ℃.
Падчас цыклу пераключэння сушылка праходзіць тры станы: праца, адсорбцыя і рэгенерацыя. Для кожнага штата размешчана першая сушылка, у якую паступае зыходны вадарод пасля дэзаксігенацыі, астуджэння і фільтрацыі вады:
1) Працоўны стан: аб'ём апрацоўчага газу працуе на поўную магутнасць, награвальнік унутры сушылкі не працуе, а асяроддзем з'яўляецца сырой вадарод, які не быў абязводжаны;
Другі ўваход сушылкі знаходзіцца па адрасе:
2) Стан рэгенерацыі: 20% аб'ёму газу: стан рэгенерацыі ўключае ў сябе стадыю нагрэву і стадыю астуджэння абдувам;
Этап нагрэву – награвальнік унутры сушылкі працуе і аўтаматычна спыняе нагрэў, калі верхняя тэмпература дасягае зададзенага значэння або час нагрэву дасягае зададзенага значэння;
Этап астуджэння – пасля таго, як сушылка спыняе награванне, паток паветра працягвае цячы праз сушылку па першапачатковым шляху, каб астудзіць яе, пакуль сушылка не пераключыцца ў працоўны рэжым; Калі сушылка знаходзіцца ў стадыі рэгенерацыі, асяроддзе абязводжваецца сухім вадародным газам;
Трэці ўваход сушылкі знаходзіцца па адрасе:
3) Стан адсорбцыі: аб'ём апрацоўчага газу складае 20%, награвальнік у сушылцы не працуе, а асяроддзем з'яўляецца газападобны вадарод для рэгенерацыі.
Час публікацыі: 19 снежня 2024 г
