విద్యుద్విశ్లేషణ నీటి హైడ్రోజన్ శుద్దీకరణ పరికరం

క్లీన్ ఎనర్జీ మరియు స్థిరమైన అభివృద్ధి కోసం పెరుగుతున్న ప్రపంచ అన్వేషణతో, హైడ్రోజన్ శక్తి, సమర్థవంతమైన మరియు క్లీన్ ఎనర్జీ క్యారియర్‌గా, క్రమంగా ప్రజల దృష్టిలోకి ప్రవేశిస్తోంది. హైడ్రోజన్ శక్తి పరిశ్రమ గొలుసులో కీలకమైన లింక్‌గా, హైడ్రోజన్ శుద్దీకరణ సాంకేతికత హైడ్రోజన్ శక్తి యొక్క భద్రత మరియు విశ్వసనీయతకు సంబంధించినది మాత్రమే కాకుండా, హైడ్రోజన్ శక్తి యొక్క అప్లికేషన్ పరిధిని మరియు ఆర్థిక ప్రయోజనాలను కూడా నేరుగా ప్రభావితం చేస్తుంది.

1.ఉత్పత్తి హైడ్రోజన్ కోసం అవసరాలు

రసాయన ముడి పదార్థం మరియు శక్తి వాహకంగా హైడ్రోజన్, వివిధ అప్లికేషన్ సందర్భాలలో స్వచ్ఛత మరియు అశుద్ధత కంటెంట్ కోసం వేర్వేరు అవసరాలను కలిగి ఉంటుంది. సింథటిక్ అమ్మోనియా, మిథనాల్ మరియు ఇతర రసాయన ఉత్పత్తుల ఉత్పత్తిలో, ఉత్ప్రేరక విషాన్ని నివారించడానికి మరియు ఉత్పత్తి నాణ్యతను నిర్ధారించడానికి, అవసరాలను తీర్చడానికి అశుద్ధత కంటెంట్‌ను తగ్గించడానికి ఫీడ్ గ్యాస్‌లోని సల్ఫైడ్‌లు మరియు ఇతర విషపూరిత పదార్థాలను ముందుగానే తొలగించాలి. లోహశాస్త్రం, సిరామిక్స్, గాజు మరియు సెమీకండక్టర్‌ల వంటి పారిశ్రామిక రంగాలలో, హైడ్రోజన్ వాయువు ఉత్పత్తులతో ప్రత్యక్ష సంబంధంలోకి వస్తుంది మరియు స్వచ్ఛత మరియు అశుద్ధత కంటెంట్ కోసం అవసరాలు మరింత కఠినంగా ఉంటాయి. ఉదాహరణకు, సెమీకండక్టర్ పరిశ్రమలో, హైడ్రోజన్‌ను క్రిస్టల్ మరియు సబ్‌స్ట్రేట్ తయారీ, ఆక్సీకరణ, ఎనియలింగ్ మొదలైన ప్రక్రియలకు ఉపయోగిస్తారు, ఇవి హైడ్రోజన్‌లో ఆక్సిజన్, నీరు, భారీ హైడ్రోకార్బన్‌లు, హైడ్రోజన్ సల్ఫైడ్ మొదలైన మలినాలపై చాలా ఎక్కువ పరిమితులను కలిగి ఉంటాయి.

2. డీఆక్సిజనేషన్ పని సూత్రం

ఉత్ప్రేరకం చర్యలో, హైడ్రోజన్‌లోని కొద్ది మొత్తంలో ఆక్సిజన్ హైడ్రోజన్‌తో చర్య జరిపి నీటిని ఉత్పత్తి చేయగలదు, ఇది డీఆక్సిజనేషన్ ప్రయోజనాన్ని సాధిస్తుంది. ఈ ప్రతిచర్య ఒక ఎక్సోథర్మిక్ ప్రతిచర్య, మరియు ప్రతిచర్య సమీకరణం క్రింది విధంగా ఉంటుంది:

2H ₂+O ₂ (ఉత్ప్రేరకం) -2H ₂ O+Q

ప్రతిచర్యకు ముందు మరియు తరువాత ఉత్ప్రేరకం యొక్క కూర్పు, రసాయన లక్షణాలు మరియు నాణ్యత మారవు కాబట్టి, ఉత్ప్రేరకాన్ని పునరుత్పత్తి లేకుండా నిరంతరం ఉపయోగించవచ్చు.

డీఆక్సిడైజర్ లోపలి మరియు బయటి సిలిండర్ నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉంటుంది, ఉత్ప్రేరకం బయటి మరియు లోపలి సిలిండర్ల మధ్య లోడ్ చేయబడుతుంది. పేలుడు నిరోధక విద్యుత్ తాపన భాగం లోపలి సిలిండర్ లోపల వ్యవస్థాపించబడింది మరియు ప్రతిచర్య ఉష్ణోగ్రతను గుర్తించడానికి మరియు నియంత్రించడానికి ఉత్ప్రేరక ప్యాకింగ్ యొక్క పైభాగంలో మరియు దిగువన రెండు ఉష్ణోగ్రత సెన్సార్లు ఉన్నాయి. ఉష్ణ నష్టాన్ని నివారించడానికి మరియు కాలిన గాయాలను నివారించడానికి బయటి సిలిండర్ ఇన్సులేషన్ పొరతో చుట్టబడి ఉంటుంది. ముడి హైడ్రోజన్ డీఆక్సిడైజర్ యొక్క ఎగువ ఇన్లెట్ నుండి లోపలి సిలిండర్‌లోకి ప్రవేశిస్తుంది, విద్యుత్ తాపన మూలకం ద్వారా వేడి చేయబడుతుంది మరియు ఉత్ప్రేరక మంచం ద్వారా దిగువ నుండి పైకి ప్రవహిస్తుంది. ముడి హైడ్రోజన్‌లోని ఆక్సిజన్ ఉత్ప్రేరకం చర్యలో హైడ్రోజన్‌తో చర్య జరిపి నీటిని ఉత్పత్తి చేస్తుంది. దిగువ అవుట్‌లెట్ నుండి బయటకు ప్రవహించే హైడ్రోజన్‌లోని ఆక్సిజన్ కంటెంట్‌ను 1ppm కంటే తక్కువగా తగ్గించవచ్చు. కలయిక ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన నీరు హైడ్రోజన్ వాయువుతో వాయు రూపంలో డీఆక్సిడైజర్ నుండి బయటకు ప్రవహిస్తుంది, తదుపరి హైడ్రోజన్ కూలర్‌లో ఘనీభవిస్తుంది, గాలి-నీటి విభజనలో ఫిల్టర్ చేస్తుంది మరియు వ్యవస్థ నుండి విడుదల చేయబడుతుంది.

3. పొడిబారడం యొక్క పని సూత్రం

హైడ్రోజన్ వాయువును ఎండబెట్టడం అనేది అధిశోషణ పద్ధతిని అవలంబిస్తుంది, పరమాణు జల్లెడలను శోషకాలుగా ఉపయోగిస్తుంది. ఎండబెట్టిన తర్వాత, హైడ్రోజన్ వాయువు యొక్క మంచు బిందువు -70 ℃ కంటే తక్కువకు చేరుకుంటుంది. పరమాణు జల్లెడ అనేది క్యూబిక్ లాటిస్‌తో కూడిన ఒక రకమైన అల్యూమినోసిలికేట్ సమ్మేళనం, ఇది నిర్జలీకరణం తర్వాత లోపల ఒకే పరిమాణంలో అనేక కుహరాలను ఏర్పరుస్తుంది మరియు చాలా పెద్ద ఉపరితల వైశాల్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది. పరమాణు జల్లెడలను పరమాణు జల్లెడలు అని పిలుస్తారు ఎందుకంటే అవి వేర్వేరు ఆకారాలు, వ్యాసాలు, ధ్రువణతలు, మరిగే బిందువులు మరియు సంతృప్త స్థాయిలతో అణువులను వేరు చేయగలవు.

నీరు అధిక ధ్రువ అణువు, మరియు పరమాణు జల్లెడలు నీటి పట్ల బలమైన అనుబంధాన్ని కలిగి ఉంటాయి. పరమాణు జల్లెడల యొక్క శోషణ భౌతిక శోషణ, మరియు అధిశోషణం సంతృప్తమైనప్పుడు, దానిని మళ్ళీ శోషించడానికి ముందు వేడి చేయడానికి మరియు పునరుత్పత్తి చేయడానికి కొంత సమయం పడుతుంది. అందువల్ల, కనీసం రెండు డ్రైయర్‌లను శుద్ధీకరణ పరికరంలో చేర్చారు, ఒకటి పనిచేస్తుండగా మరొకటి పునరుత్పత్తి చేస్తుంది, మంచు బిందువు స్థిరమైన హైడ్రోజన్ వాయువు యొక్క నిరంతర ఉత్పత్తిని నిర్ధారించడానికి.

డ్రైయర్ లోపలి మరియు బయటి సిలిండర్ నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉంటుంది, బయటి మరియు లోపలి సిలిండర్ల మధ్య యాడ్సోర్బెంట్ లోడ్ చేయబడుతుంది. పేలుడు నిరోధక విద్యుత్ తాపన భాగం లోపలి సిలిండర్ లోపల వ్యవస్థాపించబడింది మరియు ప్రతిచర్య ఉష్ణోగ్రతను గుర్తించడానికి మరియు నియంత్రించడానికి మాలిక్యులర్ జల్లెడ ప్యాకింగ్ యొక్క పైభాగంలో మరియు దిగువన రెండు ఉష్ణోగ్రత సెన్సార్లు ఉన్నాయి. వేడి నష్టాన్ని నివారించడానికి మరియు కాలిన గాయాలను నివారించడానికి బయటి సిలిండర్ ఇన్సులేషన్ పొరతో చుట్టబడి ఉంటుంది. శోషణ స్థితిలో (ప్రాధమిక మరియు ద్వితీయ పని స్థితులతో సహా) వాయుప్రసరణ మరియు పునరుత్పత్తి స్థితిలో వాయుప్రసరణ తారుమారు అవుతుంది. శోషణ స్థితిలో, ఎగువ ముగింపు పైపు గ్యాస్ అవుట్‌లెట్ మరియు దిగువ ముగింపు పైపు గ్యాస్ ఇన్‌లెట్. పునరుత్పత్తి స్థితిలో, ఎగువ ముగింపు పైపు గ్యాస్ ఇన్‌లెట్ మరియు దిగువ ముగింపు పైపు గ్యాస్ అవుట్‌లెట్. ఎండబెట్టడం వ్యవస్థను డ్రైయర్‌ల సంఖ్య ప్రకారం రెండు టవర్ డ్రైయర్‌లు మరియు మూడు టవర్ డ్రైయర్‌లుగా విభజించవచ్చు.

4. రెండు టవర్ ప్రక్రియ

ఈ పరికరంలో రెండు డ్రైయర్లు అమర్చబడి ఉంటాయి, ఇవి మొత్తం పరికరం యొక్క నిరంతర ఆపరేషన్‌ను సాధించడానికి ఒక చక్రంలో (48 గంటలు) ప్రత్యామ్నాయంగా మరియు పునరుత్పత్తి చెందుతాయి. ఎండబెట్టిన తర్వాత, హైడ్రోజన్ యొక్క మంచు బిందువు -60 ℃ కంటే తక్కువగా ఉంటుంది. పని చక్రంలో (48 గంటలు), డ్రైయర్లు A మరియు B వరుసగా పని మరియు పునరుత్పత్తి స్థితులకు లోనవుతాయి.

ఒక స్విచ్చింగ్ సైకిల్‌లో, డ్రైయర్ రెండు స్థితులను అనుభవిస్తుంది: పని స్థితి మరియు పునరుత్పత్తి స్థితి.

·పునరుత్పత్తి స్థితి: ప్రాసెసింగ్ గ్యాస్ పరిమాణం పూర్తి గ్యాస్ పరిమాణం. పునరుత్పత్తి స్థితిలో తాపన దశ మరియు బ్లోయింగ్ కూలింగ్ దశ ఉంటాయి;

1) తాపన దశ - డ్రైయర్ లోపల హీటర్ పనిచేస్తుంది మరియు ఎగువ ఉష్ణోగ్రత సెట్ విలువకు చేరుకున్నప్పుడు లేదా తాపన సమయం సెట్ విలువకు చేరుకున్నప్పుడు స్వయంచాలకంగా తాపనను ఆపివేస్తుంది;

2) శీతలీకరణ దశ - డ్రైయర్ వేడిని ఆపివేసిన తర్వాత, డ్రైయర్ వర్కింగ్ మోడ్‌కి మారే వరకు దానిని చల్లబరచడానికి గాలి ప్రవాహం అసలు మార్గంలో డ్రైయర్ ద్వారా ప్రవహిస్తూనే ఉంటుంది.

· పని స్థితి: ప్రాసెసింగ్ గాలి పరిమాణం పూర్తి సామర్థ్యంతో ఉంది మరియు డ్రైయర్ లోపల హీటర్ పనిచేయడం లేదు.

5. మూడు టవర్ వర్క్‌ఫ్లో

ప్రస్తుతం, మూడు టవర్ల ప్రక్రియ విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతోంది. పరికరంలో మూడు డ్రైయర్లు వ్యవస్థాపించబడ్డాయి, వీటిలో పెద్ద శోషణ సామర్థ్యం మరియు మంచి ఉష్ణోగ్రత నిరోధకత కలిగిన డెసికాంట్‌లు (మాలిక్యులర్ జల్లెడలు) ఉంటాయి. మొత్తం పరికరం యొక్క నిరంతర ఆపరేషన్‌ను సాధించడానికి మూడు డ్రైయర్లు ఆపరేషన్, పునరుత్పత్తి మరియు శోషణ మధ్య ప్రత్యామ్నాయంగా ఉంటాయి. ఎండబెట్టిన తర్వాత, హైడ్రోజన్ వాయువు యొక్క మంచు బిందువు -70 ℃ కంటే తక్కువగా ఉంటుంది.

స్విచ్చింగ్ సైకిల్ సమయంలో, డ్రైయర్ మూడు స్థితుల ద్వారా వెళుతుంది: పని చేయడం, అధిశోషణం మరియు పునరుత్పత్తి. ప్రతి స్థితికి, డీఆక్సిజనేషన్, శీతలీకరణ మరియు నీటి వడపోత తర్వాత ముడి హైడ్రోజన్ వాయువు ప్రవేశించే మొదటి డ్రైయర్ ఉంది:

1) పని స్థితి: ప్రాసెసింగ్ గ్యాస్ వాల్యూమ్ పూర్తి సామర్థ్యంతో ఉంది, డ్రైయర్ లోపల హీటర్ పనిచేయడం లేదు మరియు మాధ్యమం డీహైడ్రేట్ చేయని ముడి హైడ్రోజన్ వాయువు;

రెండవ డ్రైయర్ ఎంట్రనింగ్ ఇక్కడ ఉంది:

2) పునరుత్పత్తి స్థితి: 20% వాయు పరిమాణం: పునరుత్పత్తి స్థితిలో తాపన దశ మరియు ఊదడం శీతలీకరణ దశ ఉంటాయి;

తాపన దశ - డ్రైయర్ లోపల హీటర్ పనిచేస్తుంది మరియు ఎగువ ఉష్ణోగ్రత సెట్ విలువకు చేరుకున్నప్పుడు లేదా తాపన సమయం సెట్ విలువకు చేరుకున్నప్పుడు స్వయంచాలకంగా తాపనను ఆపివేస్తుంది;

శీతలీకరణ దశ - డ్రైయర్ వేడిని ఆపివేసిన తర్వాత, డ్రైయర్ పని చేసే మోడ్‌కి మారే వరకు దానిని చల్లబరచడానికి గాలి ప్రవాహం అసలు మార్గంలో డ్రైయర్ ద్వారా ప్రవహిస్తూనే ఉంటుంది; డ్రైయర్ పునరుత్పత్తి దశలో ఉన్నప్పుడు, మాధ్యమం నిర్జలీకరణ పొడి హైడ్రోజన్ వాయువుగా మారుతుంది;

మూడవ డ్రైయర్ ఎంట్రనింగ్ ఇక్కడ ఉంది:

3) శోషణ స్థితి: ప్రాసెసింగ్ గ్యాస్ పరిమాణం 20%, డ్రైయర్‌లోని హీటర్ పనిచేయడం లేదు మరియు పునరుత్పత్తి కోసం మాధ్యమం హైడ్రోజన్ వాయువు.