A tiszta energiára és a fenntartható fejlődésre való növekvő globális törekvéssel a hidrogénenergia, mint hatékony és tiszta energiahordozó fokozatosan bekerül az emberek látókörébe. A hidrogénenergia-ipari lánc kulcsfontosságú láncszemeként a hidrogéntisztító technológia nemcsak a hidrogénenergia biztonságát és megbízhatóságát érinti, hanem közvetlenül befolyásolja a hidrogénenergia alkalmazási körét és gazdasági előnyeit is.
1.A termék hidrogénére vonatkozó követelmények
A hidrogénnek, mint vegyi alapanyagnak és energiahordozónak a tisztaságra és a szennyeződéstartalomra vonatkozóan eltérő követelmények vonatkoznak a különböző alkalmazási forgatókönyvekben. Szintetikus ammónia, metanol és egyéb vegyi termékek gyártása során a katalizátormérgezés megelőzése és a termékminőség biztosítása érdekében a betáplált gázban lévő szulfidokat és egyéb mérgező anyagokat előzetesen el kell távolítani, hogy a szennyezőanyag-tartalom a követelményeknek megfelelően csökkenjen. Az olyan ipari területeken, mint a kohászat, kerámia, üveg és félvezető gyártás, a hidrogéngáz közvetlenül érintkezik a termékekkel, a tisztaságra és a szennyeződéstartalomra vonatkozó követelmények szigorúbbak. Például a félvezetőiparban a hidrogént olyan folyamatokhoz használják, mint a kristály- és szubsztrátum-előkészítés, oxidáció, izzítás stb., amelyeknek rendkívül nagy korlátai vannak a hidrogénben lévő szennyeződések, például oxigén, víz, nehéz szénhidrogének, hidrogén-szulfid stb.
2.Az oxigéntelenítés működési elve
Katalizátor hatására a hidrogénben lévő kis mennyiségű oxigén reakcióba léphet a hidrogénnel, és így víz keletkezik, ami eléri az oxigéntelenítés célját. A reakció exoterm reakció, és a reakcióegyenlet a következő:
2H 2+O 2 (katalizátor) -2H 2 O+Q
Mivel magának a katalizátornak az összetétele, kémiai tulajdonságai és minősége nem változik a reakció előtt és után, a katalizátor folyamatosan, regenerálás nélkül használható.
Az oxidálószer belső és külső hengeres szerkezettel rendelkezik, a katalizátor a külső és a belső henger közé van töltve. A robbanásbiztos elektromos fűtőelem a belső henger belsejébe van beépítve, és két hőmérséklet-érzékelő található a katalizátorcsomag tetején és alján, amelyek érzékelik és szabályozzák a reakció hőmérsékletét. A külső henger szigetelőréteggel van bevonva a hőveszteség és az égési sérülések elkerülése érdekében. A nyers hidrogén a dezoxidáló felső bemenetén keresztül jut be a belső hengerbe, egy elektromos fűtőelem felmelegíti, és alulról felfelé áramlik át a katalizátorágyon. A nyers hidrogénben lévő oxigén reakcióba lép a hidrogénnel a katalizátor hatására, és víz keletkezik. Az alsó kimenetből kiáramló hidrogén oxigéntartalma 1 ppm alá csökkenthető. A kombináció által termelt víz a hidrogéngázzal gáznemű formában kiáramlik a dezoxidálóból, az ezt követő hidrogénhűtőben kondenzálódik, a levegő-víz szeparátorban megszűr, és kiürül a rendszerből.
3. A szárazság működési elve
A hidrogéngáz szárítása adszorpciós módszert alkalmaz, adszorbensként molekulaszitákat használva. Száradás után a hidrogéngáz harmatpontja -70 ℃ alá is süllyedhet. A molekulaszita egy köbös rácsos alumínium-szilikát vegyület, amely dehidratáció után sok azonos méretű üreget képez belül, és nagyon nagy felülettel rendelkezik. A molekulaszitákat molekulaszitának nevezik, mivel különböző formájú, átmérőjű, polaritású, forráspontú és telítettségi szintű molekulákat tudnak szétválasztani.
A víz erősen poláris molekula, és a molekulaszita erős affinitást mutat a vízhez. A molekulaszita adszorpciója fizikai adszorpció, és ha az adszorpció telített, egy ideig fel kell melegedni és regenerálódni, mielőtt újra adszorbeálható lenne. Ezért legalább két szárító van egy tisztítóberendezésben, amelyek közül az egyik működik, míg a másik regenerálódik, hogy biztosítsák a harmatpont-stabil hidrogéngáz folyamatos előállítását.
A szárító belső és külső hengeres szerkezetű, az adszorbens a külső és a belső hengerek közé kerül. A robbanásbiztos elektromos fűtőelem a belső hengerbe van beépítve, és két hőmérséklet-érzékelő található a molekulaszita tömítésének tetején és alján a reakcióhőmérséklet érzékelésére és szabályozására. A külső henger szigetelőréteggel van bevonva a hőveszteség és az égési sérülések elkerülése érdekében. A légáramlás az adszorpciós állapotban (beleértve az elsődleges és másodlagos üzemállapotot) és a regenerációs állapot megfordul. Adszorpciós állapotban a felső vége a gázkimenet, az alsó vége pedig a gázbemenet. Regenerációs állapotban a felső vége a gázbemenet, az alsó vége pedig a gázkimenet. A szárítórendszer a szárítók száma szerint két toronyszárítóra és három toronyszárítóra osztható.
4.Kéttornyos folyamat
A készülékbe két szárító van beépítve, amelyek egy cikluson belül (48 óra) váltakozva regenerálódnak a teljes készülék folyamatos működése érdekében. Száradás után a hidrogén harmatpontja -60 ℃ alá is süllyedhet. Egy munkaciklus (48 óra) során az A és B szárító üzemi, illetve regeneráló állapotba kerül.
Egy kapcsolási ciklusban a szárító két állapotot tapasztal: üzemállapotot és regenerációs állapotot.
·Regenerációs állapot: A feldolgozógáz térfogata a teljes gáztérfogat. A regenerációs állapot magában foglalja a fűtési fokozatot és a fúvó hűtési szakaszt;
1) Fűtési fokozat – a szárítóban lévő fűtőelem működik, és automatikusan leállítja a fűtést, ha a felső hőmérséklet eléri a beállított értéket, vagy a fűtési idő eléri a beállított értéket;
2) Hűtési fokozat – Miután a szárító leállítja a fűtést, a levegőáram az eredeti útvonalon tovább áramlik a szárítón, hogy lehűljön, amíg a szárító üzemi üzemmódba nem kapcsol.
·Munkaállapot: A feldolgozó levegő mennyisége teljes kapacitáson van, és a szárító belsejében lévő fűtőelem nem működik.
5.Három torony munkafolyamat
Jelenleg a háromtornyos eljárást széles körben használják. A készülékbe három szárító van beépítve, amelyek nagy adszorpciós kapacitással és jó hőállósággal rendelkező szárító anyagokat (molekulaszitákat) tartalmaznak. Három szárító váltakozik a működés, a regenerálás és az adszorpció között a teljes készülék folyamatos működése érdekében. Száradás után a hidrogéngáz harmatpontja -70 ℃ alá is süllyedhet.
Egy kapcsolási ciklus során a szárító három állapoton megy keresztül: munka, adszorpció és regeneráció. Minden állapot esetében az első szárító, amelybe a nyers hidrogéngáz az oxigéntelenítés, hűtés és vízszűrés után belép:
1) Működési állapot: A feldolgozógáz térfogata teljes kapacitáson van, a szárító belsejében lévő fűtőelem nem működik, és a közeg nyers hidrogéngáz, amelyet nem dehidratáltak;
A második belépő szárító a következő helyen található:
2) Regenerációs állapot: 20% gáztérfogat: A regenerációs állapot magában foglalja a fűtési és fúvós hűtési fokozatot;
Fűtési fokozat – a szárítóban lévő fűtőelem működik, és automatikusan leállítja a fűtést, ha a felső hőmérséklet eléri a beállított értéket vagy a fűtési idő eléri a beállított értéket;
Hűtési szakasz – Miután a szárító leállítja a fűtést, a levegőáram az eredeti útvonalon tovább áramlik a szárítón, hogy lehűtse, amíg a szárító üzemi üzemmódba nem kapcsol; Amikor a szárító regenerációs szakaszban van, a közeg dehidratált száraz hidrogéngáz;
A harmadik belépő szárító a következő helyen található:
3) Adszorpciós állapot: A feldolgozási gáz térfogata 20%, a szárítóban lévő fűtőelem nem működik, és a közeg hidrogéngáz a regeneráláshoz.
Feladás időpontja: 2024. december 19
