Met die toenemende globale strewe na skoon energie en volhoubare ontwikkeling, betree waterstofenergie, as 'n doeltreffende en skoon energiedraer, geleidelik mense se visie. As 'n sleutelskakel in die waterstofenergie-industrieketting, gaan waterstofsuiweringstegnologie nie net oor die veiligheid en betroubaarheid van waterstofenergie nie, maar beïnvloed dit ook die toepassingsomvang en ekonomiese voordele van waterstofenergie.
1.Vereistes vir produk waterstof
Waterstof, as 'n chemiese grondstof en energiedraer, het verskillende vereistes vir suiwerheid en onsuiwerheidsinhoud in verskillende toepassingscenario's. By die vervaardiging van sintetiese ammoniak, metanol en ander chemiese produkte, om katalisatorvergiftiging te voorkom en produkkwaliteit te verseker, moet sulfiede en ander giftige stowwe in die voergas vooraf verwyder word om die onsuiwerheidsinhoud te verminder om aan die vereistes te voldoen. In industriële velde soos metallurgie, keramiek, glas en halfgeleiers kom waterstofgas in direkte kontak met produkte, en die vereistes vir suiwerheid en onsuiwerheidsinhoud is strenger. Byvoorbeeld, in die halfgeleierbedryf word waterstof gebruik vir prosesse soos kristal- en substraatvoorbereiding, oksidasie, uitgloeiing, ens., wat uiters hoë beperkings het op onsuiwerhede soos suurstof, water, swaar koolwaterstowwe, waterstofsulfied, ens. in waterstof
2.Die werkingsbeginsel van deoksigenering
Onder die werking van 'n katalisator kan 'n klein hoeveelheid suurstof in waterstof met waterstof reageer om water te produseer, wat die doel van deoksigenering bereik. Die reaksie is 'n eksotermiese reaksie, en die reaksievergelyking is soos volg:
2H ₂+O ₂ (katalisator) -2H ₂ O+Q
Omdat die samestelling, chemiese eienskappe en kwaliteit van die katalisator self nie voor en na die reaksie verander nie, kan die katalisator deurlopend sonder regenerasie gebruik word.
Die deoksideermiddel het 'n binne- en buitesilinderstruktuur, met die katalisator wat tussen die buitenste en binnesilinders gelaai word. Die ontploffingsvaste elektriese verwarmingskomponent is binne die binnesilinder geïnstalleer, en twee temperatuursensors is aan die bo- en onderkant van die katalisatorpakking geleë om die reaksietemperatuur op te spoor en te beheer. Die buitenste silinder is toegedraai met isolasielaag om hitteverlies te voorkom en brandwonde te voorkom. Die rou waterstof gaan die binnesilinder binne vanaf die boonste inlaat van die deoksideerder, word verhit deur 'n elektriese verwarmingselement en vloei van onder na bo deur die katalisatorbed. Die suurstof in die rou waterstof reageer met die waterstof onder die werking van die katalisator om water te produseer. Die suurstofinhoud in die waterstof wat by die onderste uitlaat uitvloei, kan tot onder 1 dpm verminder word. Die water wat deur die kombinasie gegenereer word, vloei uit die deoksideerder in gasvorm saam met die waterstofgas, kondenseer in die daaropvolgende waterstofverkoeler, filtreer in die lug-water-skeier, en word uit die stelsel ontslaan.
3.Werk beginsel van droogheid
Die droging van waterstofgas gebruik die adsorpsiemetode, met behulp van molekulêre siwwe as adsorberende middels. Na droging kan die doupunt van waterstofgas onder -70 ℃ bereik. Molekulêre sif is 'n tipe aluminosilikaatverbinding met 'n kubieke rooster, wat baie holtes van dieselfde grootte binne vorm na dehidrasie en 'n baie groot oppervlakte het. Molekulêre siwwe word molekulêre siwwe genoem omdat dit molekules met verskillende vorms, diameters, polariteite, kookpunte en versadigingsvlakke kan skei.
Water is 'n hoogs polêre molekule, en molekulêre siwwe het 'n sterk affiniteit vir water. Die adsorpsie van molekulêre siwe is fisiese adsorpsie, en wanneer die adsorpsie versadig is, neem dit 'n tydperk om te verhit en te regenereer voordat dit weer geadsorbeer kan word. Daarom word ten minste twee droërs in 'n suiweringstoestel ingesluit, met een wat werk terwyl die ander regenereer, om deurlopende produksie van doupunt-stabiele waterstofgas te verseker.
Die droër het 'n binne- en buitesilinderstruktuur, met die adsorbens wat tussen die buite- en binnesilinders gelaai word. Die ontploffingsvaste elektriese verwarmingskomponent is binne die binnesilinder geïnstalleer, en twee temperatuursensors is aan die bo- en onderkant van die molekulêre sifverpakking geleë om die reaksietemperatuur op te spoor en te beheer. Die buitenste silinder is toegedraai met isolasielaag om hitteverlies te voorkom en brandwonde te voorkom. Die lugvloei in die adsorpsietoestand (insluitend die primêre en sekondêre werktoestande) en die regenerasietoestand word omgekeer. In die adsorpsietoestand is die boonste eindpyp die gasuitlaat en die onderste eindpyp is die gasinlaat. In die regenerasietoestand is die boonste eindpyp die gasinlaat en die onderste eindpyp is die gasuitlaat. Die droogstelsel kan volgens die aantal droërs in twee toringdroërs en drie toringdroërs verdeel word.
4.Twee toring proses
Twee droërs is in die toestel geïnstalleer, wat binne een siklus (48 uur) afwissel en regenereer om deurlopende werking van die hele toestel te verkry. Na droging kan die doupunt van waterstof onder -60 ℃ bereik. Tydens 'n werksiklus (48 uur) ondergaan droërs A en B onderskeidelik werkende en regenererende toestande.
In een skakelsiklus ervaar die droër twee toestande: werktoestand en regenerasietoestand.
·Regenerasietoestand: Die verwerkingsgasvolume is volle gasvolume. Die regenerasietoestand sluit verhittingstadium en blaasverkoelingstadium in;
1) Verhittingstadium – die verwarmer binne die droër werk, en stop outomaties verhitting wanneer die boonste temperatuur die vasgestelde waarde bereik of die verhittingstyd die vasgestelde waarde bereik;
2) Verkoelingstadium - Nadat die droër ophou verhit het, gaan die lugvloei voort om deur die droër in die oorspronklike pad te vloei om dit af te koel totdat die droër na werkmodus oorskakel.
· Werkstatus: Die verwerkingslugvolume is op volle kapasiteit, en die verwarmer binne die droër werk nie.
5.Drie toring werkvloei
Tans word die drie toring-proses wyd gebruik. Drie droërs is in die toestel geïnstalleer, wat droogmiddels (molekulêre siwwe) met groot adsorpsievermoë en goeie temperatuurweerstand bevat. Drie droërs wissel tussen werking, regenerasie en adsorpsie om deurlopende werking van die hele toestel te verkry. Na droging kan die doupunt van waterstofgas onder -70 ℃ bereik.
Tydens 'n skakelsiklus gaan die droër deur drie toestande: werk, adsorpsie en regenerasie. Vir elke toestand is die eerste droër waarin die rou waterstofgas binnekom na deoksigenering, verkoeling en waterfiltrasie geleë:
1) Werkstatus: Die verwerkingsgasvolume is op volle kapasiteit, die verwarmer binne die droër werk nie, en die medium is rou waterstofgas wat nie gedehidreer is nie;
Die tweede droër-ingang is geleë by:
2) Regenerasietoestand: 20% gasvolume: Regenerasietoestand sluit verhittingstadium en blaasverkoelingstadium in;
Verhittingstadium – die verwarmer binne die droër werk, en stop outomaties verhitting wanneer die boonste temperatuur die vasgestelde waarde bereik of die verhittingstyd die vasgestelde waarde bereik;
Verkoelingstadium – Nadat die droër ophou verhit het, gaan die lugvloei voort om deur die droër in die oorspronklike pad te vloei om dit af te koel totdat die droër na werkmodus oorskakel; Wanneer die droër in die regenerasiestadium is, is die medium gedehidreerde droë waterstofgas;
Die derde droër-ingang is geleë by:
3) Adsorpsietoestand: Verwerkingsgasvolume is 20%, die verwarmer in die droër werk nie, en die medium is waterstofgas vir regenerasie.
Postyd: 19 Desember 2024
