Vetyjen puhdistuslaitteen lyhyt analyysi veden elektrolyysillä

Kun maailman puhtaan energian ja kestävän kehityksen pyrkimys syvenee, vetyenergia tehokkaana ja puhtaan energian kantolaitteena on vähitellen tulevan ihmisten näkökenttään. Vetyenergiateollisuuden ketjun avainyhteytenä vedynpuhdistustekniikan rooli hydrolyysin vetytuotantolaitteissa on kiistaton. Se ei vaikuta vain vedyn tuotannon turvallisuuteen ja luotettavuuteenElektrolysaattori, mutta vaikuttaa myös suoraan vedyn soveltamisalaan ja taloudellisiin hyötyihin.

1 Vaatimus tuotteen vety

Kemiallisena raaka -aine- ja energiakantajana vetyllä on erilaisia ​​vaatimuksia puhtaus- ja epäpuhtauspitoisuudelle erilaisissa sovellusskenaarioissa. Synteettisen ammoniakin, metanolin ja muiden kemianteollisuuden tuotannossa katalyytin myrkytyksen estämiseksi ja tuotteen laadun varmistamiseksi on poistettava etukäteen raakakaasun, kuten sulfidit, epävarmuuden sisällön vähentämiseksi vaatimusten täyttämiseksi. Teollisuusaloilla, kuten metallurgia, keramiikka, lasi ja puolijohteet, vety on suorassa kosketuksessa tuotteen kanssa, ja puhtaus- ja epäpuhtauspitoisuuden vaatimukset ovat tiukempia. Esimerkiksi puolijohdeteollisuudessa vetyä käytetään valmistuksessa, hapettumisessa, hehkutuksessa ja muissa kiteiden ja substraattien prosesseissa, ja hapen, veden, raskaiden hiilivetyjen, rikkivetyen ja muiden vedyn epäpuhtauksien epäpuhtauspitoisuudelle on erittäin suuria rajoituksia. Erityiset vedyn puhtaustasot on esitetty taulukossa 1.

Taulukko 1 Vetypuhtaustaso

2 deoksigenoinnin toimintaperiaate

Katalyytin vaikutuksen mukaan pieni määrä happea vedyssä voi reagoida vedyn kanssa veden tuottamiseksi saavuttaen deoksigenoinnin tarkoituksen.

Tämä reaktio on eksoterminen reaktio, ja reaktiokaava on seuraava:

2H₂ + O₂ (katalyytti) —— 2H₂O + Q

Koska katalyytin koostumus, kemialliset ominaisuudet ja laatu eivät muutu ennen ja jälkeen reaktion, katalyyttiä voidaan käyttää jatkuvasti ilman regeneraatiota.

Kuvio 1 Kaavio deoksidisaattorirakenteesta

Deoksidaattori on sisä- ja ulkorakenne. Katalyytti ladataan ulkosylinterin ja sisäsylinterin väliin. Räjähdyksenkestävä sähkölämmityskomponentti on asennettu sisarisylinteriin. Kaksi lämpötila -anturia sijaitsee vastaavasti katalyytin täyteaineen ylä- ja alaosassa reaktiolämpötilan havaitsemiseksi ja säätelemiseksi. Ulompi sylinteri peitetään eristyskerroksella lämpöhäviön estämiseksi ja palovammojen välttämiseksi. Raaka vety menee sisäsylinteriin deoksidaattorin yläosasta, lämmitetään sähkölämmityselementillä ja virtaa katalyytin sängyn läpi alhaalta. Raakaan vedyn happi reagoi vedyn kanssa katalyytin vaikutuksesta veden tuottamiseksi. Alemmasta poistoaukosta virtaava vedyn happipitoisuus voidaan vähentää alle 1ppm. Yhdistelmän tuottama vesi virtaa deoksidaattorista kaasumaisessa muodossa vedyn kanssa, tiivistyy seuraavassa vetyjäähdyttimessä, suodatetaan kaasuveden erottimessa ja puretaan järjestelmästä.

3 kuivausperiaate

Vety kuivataan adsorptiolla käyttämällä molekyyliseulaaElektrolysaattoriadsorbentti. Vetypisteen kuivumisen jälkeen voi olla alle -70 ℃.

Vesi on erittäin polaarinen molekyyli, ja molekyyliseulalla on vahva affiniteetti veteen. Molekyyliseulan adsorptio on fysikaalinen adsorptio. Kun adsorptio on kyllästetty, lämmitys ja uudistuminen vie aikaa ennen kuin adsorptio voidaan suorittaa uudelleen. Siksi aElektrolysaattoriPuhdistuslaite sisältää vähintään kaksi kuivausrummusta, toinen toimii, kun taas toinen uudistuu, varmistaakseen vedyn jatkuva tuotanto stabiililla kastepisteillä.

Kuvio 2 Kaavio kuivausrakenteesta

Kuivaaja on sisä- ja ulkorakenne. Adsorbentti täytetään ulkosylinterin ja sisäsylinterin väliin. Räjähdyksenkestävä sähkölämmityskomponentti on asennettu sisarisylinteriin. Kaksi lämpötila -anturia sijaitsevat molekyyliseulan täyteaineen ylä- ja alaosassa reaktion lämpötilan havaitsemiseksi ja säätelemiseksi. Ulompi sylinteri peitetään eristyskerroksella lämpöhäviön estämiseksi ja palovammojen välttämiseksi. Adsorptiotilassa oleva ilmavirta (mukaan lukien päätyötila ja toissijainen työtila) ja uudistustila käännetään. Adsorptiotilassa putken yläpää on kaasun poisto ja putken alapää on kaasun sisääntulo. Regeneraatiotilassa putken yläpää on kaasun sisääntulo ja putken alapää on kaasun poisto. Kuivaavien lukumäärän mukaan elektrolysaattorin kuivausjärjestelmä voidaan jakaa kaksikerroksiseen kuivaimeen ja kolmen tornien kuivaimeen.

Tällä hetkellä kolmitornista prosessia käytetään enimmäkseen vedynpuhdistukseenElektrolysaattori. Kolme kuivaajaa toimivat vuorotellen, ja kuivatun vedyn kastepiste voi ulottua alle -70 ℃.