Með aukinni leit á heimsvísu að hreinni orku og sjálfbærri þróun er vetnisorka, sem skilvirkur og hreinn orkuberi, smám saman að komast inn í framtíðarsýn fólks. Sem lykilhlekkur í vetnisorkuiðnaðarkeðjunni snertir vetnishreinsunartækni ekki aðeins öryggi og áreiðanleika vetnisorku, heldur hefur hún einnig bein áhrif á notkunarumfang og efnahagslegan ávinning af vetnisorku.
1. Kröfur um vöruvetni
Vetni, sem efnahráefni og orkuberi, hefur mismunandi kröfur um hreinleika og óhreinindi í mismunandi notkunarsviðum. Við framleiðslu á tilbúnu ammoníaki, metanóli og öðrum efnavörum, til að koma í veg fyrir hvataeitrun og tryggja vörugæði, þarf að fjarlægja súlfíð og önnur eitruð efni í fóðurgasinu fyrirfram til að draga úr óhreinindum til að uppfylla kröfurnar. Á iðnaðarsviðum eins og málmvinnslu, keramik, gleri og hálfleiðurum kemst vetnisgas í beina snertingu við vörur og kröfur um hreinleika og óhreinindi eru strangari. Sem dæmi má nefna að í hálfleiðaraiðnaði er vetni notað í ferla eins og kristal- og undirlagsframleiðslu, oxun, glæðingu o.s.frv., sem hafa mjög miklar takmarkanir á óhreinindum eins og súrefni, vatni, þungum kolvetnum, brennisteinsvetni o.fl. í vetni.
2. Vinnureglan um deoxygenation
Undir virkni hvata getur lítið magn af súrefni í vetni hvarfast við vetni til að framleiða vatn og ná tilgangi súrefnisleysis. Hvarfið er útvarma hvarf og hvarfjöfnan er sem hér segir:
2H ₂+O ₂ (hvati) -2H ₂ O+Q
Vegna þess að samsetning, efnafræðilegir eiginleikar og gæði hvatans sjálfs breytast ekki fyrir og eftir hvarfið, er hægt að nota hvatan stöðugt án endurnýjunar.
Afoxunarefnið hefur innri og ytri strokka uppbyggingu, þar sem hvatinn er hlaðinn á milli ytri og innri hólksins. Sprengiþétti rafhitunarhlutinn er settur upp í innri strokknum og tveir hitaskynjarar eru staðsettir efst og neðst á hvatapakkningunni til að greina og stjórna hvarfhitastiginu. Ytri strokkurinn er vafinn með einangrunarlagi til að koma í veg fyrir hitatap og forðast bruna. Hrávetnið fer inn í innri strokkinn frá efri inntaki afoxunarefnisins, er hitað með rafhitunareiningu og rennur í gegnum hvatabeðið frá botni til topps. Súrefnið í hrávetninu hvarfast við vetnið undir virkni hvatans til að framleiða vatn. Súrefnisinnihaldið í vetninu sem streymir út úr neðri úttakinu má minnka niður fyrir 1 ppm. Vatnið sem myndast við samsetninguna rennur út úr afoxunarefninu í loftkenndu formi með vetnisgasinu, þéttist í vetniskælinum sem á eftir kemur, síar í loft-vatnsskiljuna og er losað úr kerfinu.
3.Working meginregla þurrkur
Þurrkun vetnisgass notar aðsogsaðferð þar sem sameindasíur eru notaðar sem aðsogsefni. Eftir þurrkun getur daggarmark vetnisgass farið undir -70 ℃. Sameindasigti er tegund álsílíkatefnasambanda með teningsgrind, sem myndar mörg jafnstór holrými að innan eftir ofþornun og hefur mjög stórt yfirborð. Sameindasigti eru kölluð sameindasíur vegna þess að þau geta aðskilið sameindir með mismunandi lögun, þvermál, pólun, suðumark og mettunarstig.
Vatn er mjög skautuð sameind og sameindasíur hafa mikla sækni í vatn. Aðsog sameindasigta er líkamlegt aðsog og þegar aðsogið er mettað tekur það nokkurn tíma að hitna og endurnýjast áður en hægt er að aðsogast það aftur. Þess vegna eru að minnsta kosti tveir þurrkarar innifaldir í hreinsibúnaði, þar sem annar virkar á meðan hinn endurnýjar, til að tryggja stöðuga framleiðslu á daggarmarksstöðugu vetnisgasi.
Þurrkarinn er með innri og ytri strokka uppbyggingu, þar sem aðsogsefnið er hlaðið á milli ytri og innri hólksins. Sprengiþétti rafhitunarhlutinn er settur upp inni í innri strokknum og tveir hitaskynjarar eru staðsettir efst og neðst á sameinda sigti pakkningunni til að greina og stjórna hvarfhitastigi. Ytri strokkurinn er vafinn með einangrunarlagi til að koma í veg fyrir hitatap og forðast bruna. Loftstreymi í aðsogsástandi (þar á meðal aðal- og aukavinnuástandi) og endurnýjunarástandi er snúið við. Í aðsogsástandinu er efri endapípan gasinntakið og neðri endapípan er gasinntakið. Í endurnýjunarástandinu er efri endapípan gasinntakið og neðri endapípan er gasinntakið. Hægt er að skipta þurrkkerfinu í tvo turnþurrka og þrjá turnþurrka eftir fjölda þurrkara.
4.Tveir turn ferli
Tveir þurrkarar eru settir í tækið, sem skiptast á og endurnýjast innan einni lotu (48 klst) til að ná stöðugri notkun á öllu tækinu. Eftir þurrkun getur daggarmark vetnis farið undir -60 ℃. Í vinnslulotu (48 klst) ganga þurrkarar A og B í vinnslu- og endurnýjunarástand, í sömu röð.
Í einni skiptingarlotu upplifir þurrkarinn tvö ástand: vinnuástand og endurnýjunarástand.
· Endurnýjunarástand: Rúmmál vinnslugassins er fullt gasrúmmál. Endurnýjunarástandið inniheldur hitunarstig og blásturskælingarstig;
1) Upphitunarstig - hitarinn inni í þurrkaranum virkar og hættir sjálfkrafa að hita þegar efri hitinn nær settu gildi eða hitunartíminn nær settu gildi;
2) Kælingarstig - Eftir að þurrkarinn hættir að hitna heldur loftstreymið áfram að flæða í gegnum þurrkarann á upprunalegu leiðinni til að kæla hann niður þar til þurrkarinn skiptir yfir í vinnuham.
·Vinnustaða: Vinnsluloftrúmmálið er á fullu og hitarinn inni í þurrkaranum virkar ekki.
5.Three turn workflow
Eins og er er ferlið þriggja turna mikið notað. Þrír þurrkarar eru settir í tækið sem innihalda þurrkefni (sameindasigti) með mikla aðsogsgetu og góða hitaþol. Þrír þurrkarar skiptast á milli notkunar, endurnýjunar og aðsogs til að ná stöðugri notkun á öllu tækinu. Eftir þurrkun getur daggarmark vetnisgass farið undir -70 ℃.
Í skiptingarlotu fer þurrkarinn í gegnum þrjú ástand: vinnu, aðsog og endurnýjun. Fyrir hvert ríki er fyrsti þurrkarinn sem hráa vetnisgasið fer í eftir súrefnislosun, kælingu og vatnssíun staðsett:
1) Vinnustaða: Rúmmál vinnslugassins er að fullu, hitarinn inni í þurrkaranum virkar ekki og miðillinn er hrátt vetnisgas sem hefur ekki verið þurrkað;
Annar þurrkarinn er staðsettur á:
2) Endurnýjunarástand: 20% gasrúmmál: Endurnýjunarástand felur í sér hitunarstig og blásturskælingarstig;
Upphitunarstig - hitarinn inni í þurrkaranum virkar og hættir sjálfkrafa að hita þegar efri hitinn nær settu gildi eða hitunartíminn nær settu gildi;
Kælistig - Eftir að þurrkarinn hættir að hitna heldur loftflæðið áfram að flæða í gegnum þurrkarann á upprunalegu leiðinni til að kæla hann niður þar til þurrkarinn skiptir yfir í vinnuham; Þegar þurrkarinn er á endurnýjunarstigi er miðillinn þurrkað þurrt vetnisgas;
Þriðji þurrkarinn inn er staðsettur á:
3) Aðsogsástand: Rúmmál vinnslugass er 20%, hitarinn í þurrkaranum virkar ekki og miðillinn er vetnisgas til endurnýjunar.
Birtingartími: 19. desember 2024
