மின்னாற்பகுப்பு நீர் ஹைட்ரஜன் சுத்திகரிப்பு சாதனம்

சுத்தமான ஆற்றல் மற்றும் நிலையான வளர்ச்சிக்கான உலகளாவிய நாட்டம் அதிகரித்து வருவதால், திறமையான மற்றும் சுத்தமான ஆற்றல் கேரியராக ஹைட்ரஜன் ஆற்றல் படிப்படியாக மக்களின் பார்வையில் நுழைந்து வருகிறது. ஹைட்ரஜன் ஆற்றல் தொழில் சங்கிலியில் ஒரு முக்கிய இணைப்பாக, ஹைட்ரஜன் சுத்திகரிப்பு தொழில்நுட்பம் ஹைட்ரஜன் ஆற்றலின் பாதுகாப்பு மற்றும் நம்பகத்தன்மையைப் பற்றியது மட்டுமல்லாமல், ஹைட்ரஜன் ஆற்றலின் பயன்பாட்டு நோக்கம் மற்றும் பொருளாதார நன்மைகளையும் நேரடியாக பாதிக்கிறது.

1.தயாரிப்பு ஹைட்ரஜனுக்கான தேவைகள்

வேதியியல் மூலப்பொருள் மற்றும் ஆற்றல் கேரியராக ஹைட்ரஜன், வெவ்வேறு பயன்பாட்டு சூழ்நிலைகளில் தூய்மை மற்றும் தூய்மையற்ற உள்ளடக்கத்திற்கு வெவ்வேறு தேவைகளைக் கொண்டுள்ளது. செயற்கை அம்மோனியா, மெத்தனால் மற்றும் பிற இரசாயனப் பொருட்களின் உற்பத்தியில், வினையூக்கி நச்சுத்தன்மையைத் தடுக்கவும், தயாரிப்பு தரத்தை உறுதி செய்யவும், தீவன வாயுவில் உள்ள சல்பைடுகள் மற்றும் பிற நச்சுப் பொருட்கள் முன்கூட்டியே அகற்றப்பட்டு, தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்ய தூய்மையற்ற உள்ளடக்கத்தைக் குறைக்க வேண்டும். உலோகம், மட்பாண்டங்கள், கண்ணாடி மற்றும் குறைக்கடத்திகள் போன்ற தொழில்துறை துறைகளில், ஹைட்ரஜன் வாயு தயாரிப்புகளுடன் நேரடி தொடர்புக்கு வருகிறது, மேலும் தூய்மை மற்றும் தூய்மையற்ற உள்ளடக்கத்திற்கான தேவைகள் மிகவும் கடுமையானவை. எடுத்துக்காட்டாக, குறைக்கடத்தித் தொழிலில், ஹைட்ரஜனில் உள்ள படிக மற்றும் அடி மூலக்கூறு தயாரிப்பு, ஆக்சிஜனேற்றம், அனீலிங் போன்ற செயல்முறைகளுக்கு ஹைட்ரஜன் பயன்படுத்தப்படுகிறது, அவை ஹைட்ரஜனில் ஆக்ஸிஜன், நீர், கனமான ஹைட்ரோகார்பன்கள், ஹைட்ரஜன் சல்பைடு போன்ற அசுத்தங்களில் மிக அதிக வரம்புகளைக் கொண்டுள்ளன.

2. ஆக்ஸிஜன் நீக்கத்தின் செயல்பாட்டுக் கொள்கை

ஒரு வினையூக்கியின் செயல்பாட்டின் கீழ், ஹைட்ரஜனில் உள்ள ஒரு சிறிய அளவு ஆக்ஸிஜன் ஹைட்ரஜனுடன் வினைபுரிந்து தண்ணீரை உற்பத்தி செய்து, ஆக்ஸிஜன் நீக்கத்தின் நோக்கத்தை அடைகிறது. இந்த வினை ஒரு வெப்பமண்டல வினையாகும், மேலும் வினை சமன்பாடு பின்வருமாறு:

2H ₂+O ₂ (வினையூக்கி) -2H ₂ O+Q

வினையூக்கியின் கலவை, வேதியியல் பண்புகள் மற்றும் தரம் ஆகியவை வினைக்கு முன்னும் பின்னும் மாறாததால், வினையூக்கியை மீளுருவாக்கம் இல்லாமல் தொடர்ந்து பயன்படுத்தலாம்.

ஆக்ஸிஜனேற்றியானது உள் மற்றும் வெளிப்புற உருளை அமைப்பைக் கொண்டுள்ளது, வெளிப்புற மற்றும் உள் உருளைகளுக்கு இடையில் வினையூக்கி ஏற்றப்படுகிறது. வெடிப்பு-தடுப்பு மின்சார வெப்பமூட்டும் கூறு உள் உருளையின் உள்ளே நிறுவப்பட்டுள்ளது, மேலும் எதிர்வினை வெப்பநிலையைக் கண்டறிந்து கட்டுப்படுத்த இரண்டு வெப்பநிலை உணரிகள் வினையூக்கி பொதியின் மேல் மற்றும் கீழ் பகுதியில் அமைந்துள்ளன. வெப்ப இழப்பைத் தடுக்கவும் தீக்காயங்களைத் தவிர்க்கவும் வெளிப்புற உருளை காப்பு அடுக்குடன் மூடப்பட்டிருக்கும். மூல ஹைட்ரஜன் ஆக்ஸிஜனேற்றியின் மேல் நுழைவாயிலிலிருந்து உள் உருளைக்குள் நுழைகிறது, ஒரு மின்சார வெப்பமூட்டும் உறுப்பு மூலம் சூடேற்றப்படுகிறது, மேலும் வினையூக்கி படுக்கை வழியாக கீழிருந்து மேல் பாய்கிறது. மூல ஹைட்ரஜனில் உள்ள ஆக்ஸிஜன் வினையூக்கியின் செயல்பாட்டின் கீழ் ஹைட்ரஜனுடன் வினைபுரிந்து தண்ணீரை உருவாக்குகிறது. கீழ் கடையிலிருந்து வெளியேறும் ஹைட்ரஜனில் உள்ள ஆக்ஸிஜன் உள்ளடக்கத்தை 1ppm க்கும் குறைவாகக் குறைக்கலாம். கலவையால் உருவாக்கப்படும் நீர் ஆக்ஸிஜனேற்றியிலிருந்து ஹைட்ரஜன் வாயு வடிவத்தில் ஹைட்ரஜன் வாயுவுடன் வெளியேறுகிறது, அடுத்தடுத்த ஹைட்ரஜன் குளிரூட்டியில் ஒடுங்குகிறது, காற்று-நீர் பிரிப்பானில் வடிகட்டி, அமைப்பிலிருந்து வெளியேற்றப்படுகிறது.

3. வறட்சியின் செயல்பாட்டுக் கொள்கை

ஹைட்ரஜன் வாயுவை உலர்த்துவது, மூலக்கூறு சல்லடைகளை உறிஞ்சிகளாகப் பயன்படுத்தி உறிஞ்சும் முறையைப் பயன்படுத்துகிறது. உலர்த்திய பிறகு, ஹைட்ரஜன் வாயுவின் பனி புள்ளி -70 ℃ க்கும் குறைவாக அடையலாம். மூலக்கூறு சல்லடை என்பது ஒரு கனசதுர லேட்டிஸுடன் கூடிய ஒரு வகை அலுமினோசிலிகேட் கலவை ஆகும், இது நீரிழப்புக்குப் பிறகு உள்ளே ஒரே அளவிலான பல குழிகளை உருவாக்குகிறது மற்றும் மிகப் பெரிய மேற்பரப்புப் பகுதியைக் கொண்டுள்ளது. மூலக்கூறு சல்லடைகள் மூலக்கூறு சல்லடைகள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன, ஏனெனில் அவை வெவ்வேறு வடிவங்கள், விட்டம், துருவமுனைப்புகள், கொதிநிலைகள் மற்றும் செறிவூட்டல் நிலைகளைக் கொண்ட மூலக்கூறுகளைப் பிரிக்க முடியும்.

நீர் மிகவும் துருவ மூலக்கூறு, மேலும் மூலக்கூறு சல்லடைகள் தண்ணீருடன் வலுவான ஈடுபாட்டைக் கொண்டுள்ளன. மூலக்கூறு சல்லடைகளின் உறிஞ்சுதல் என்பது இயற்பியல் உறிஞ்சுதல் ஆகும், மேலும் உறிஞ்சுதல் நிறைவுற்றதாக இருக்கும்போது, ​​அதை மீண்டும் உறிஞ்சுவதற்கு முன்பு வெப்பப்படுத்தவும் மீண்டும் உருவாக்கவும் ஒரு குறிப்பிட்ட காலம் எடுக்கும். எனவே, ஒரு சுத்திகரிப்பு சாதனத்தில் குறைந்தது இரண்டு உலர்த்திகள் சேர்க்கப்பட்டுள்ளன, ஒன்று வேலை செய்யும் போது மற்றொன்று மீண்டும் உருவாக்கப்படுகிறது, இதனால் பனி புள்ளி நிலையான ஹைட்ரஜன் வாயுவின் தொடர்ச்சியான உற்பத்தி உறுதி செய்யப்படுகிறது.

உலர்த்தி உள் மற்றும் வெளிப்புற உருளை அமைப்பைக் கொண்டுள்ளது, வெளிப்புற மற்றும் உள் உருளைகளுக்கு இடையில் உறிஞ்சி ஏற்றப்படுகிறது. வெடிப்பு-தடுப்பு மின்சார வெப்பமூட்டும் கூறு உள் உருளையின் உள்ளே நிறுவப்பட்டுள்ளது, மேலும் எதிர்வினை வெப்பநிலையைக் கண்டறிந்து கட்டுப்படுத்த மூலக்கூறு சல்லடை பேக்கிங்கின் மேல் மற்றும் கீழ் இரண்டு வெப்பநிலை உணரிகள் அமைந்துள்ளன. வெப்ப இழப்பைத் தடுக்கவும் தீக்காயங்களைத் தவிர்க்கவும் வெளிப்புற உருளை காப்பு அடுக்குடன் மூடப்பட்டிருக்கும். உறிஞ்சுதல் நிலையில் (முதன்மை மற்றும் இரண்டாம் நிலை வேலை நிலைகள் உட்பட) காற்றோட்டம் மற்றும் மீளுருவாக்கம் நிலை தலைகீழாக மாற்றப்படுகிறது. உறிஞ்சுதல் நிலையில், மேல் முனை குழாய் வாயு வெளியேற்றும் மற்றும் கீழ் முனை குழாய் வாயு நுழைவாயில் ஆகும். மீளுருவாக்கம் நிலையில், மேல் முனை குழாய் வாயு நுழைவாயில் மற்றும் கீழ் முனை குழாய் வாயு வெளியேற்றும். உலர்த்தும் அமைப்பை உலர்த்திகளின் எண்ணிக்கைக்கு ஏற்ப இரண்டு கோபுர உலர்த்திகளாகவும் மூன்று கோபுர உலர்த்திகளாகவும் பிரிக்கலாம்.

4. இரண்டு கோபுர செயல்முறை

சாதனத்தில் இரண்டு உலர்த்திகள் நிறுவப்பட்டுள்ளன, அவை முழு சாதனத்தின் தொடர்ச்சியான செயல்பாட்டை அடைய ஒரு சுழற்சியில் (48 மணிநேரம்) மாறி மாறி மீண்டும் உருவாக்கப்படுகின்றன. உலர்த்திய பிறகு, ஹைட்ரஜனின் பனி புள்ளி -60 ℃ க்கும் குறைவாக அடையலாம். ஒரு வேலை சுழற்சியின் போது (48 மணிநேரம்), உலர்த்திகள் A மற்றும் B முறையே வேலை மற்றும் மீளுருவாக்கம் நிலைகளுக்கு உட்படுகின்றன.

ஒரு மாறுதல் சுழற்சியில், உலர்த்தி இரண்டு நிலைகளை அனுபவிக்கிறது: வேலை நிலை மற்றும் மீளுருவாக்கம் நிலை.

·மீளுருவாக்க நிலை: செயலாக்க வாயு அளவு முழு வாயு அளவு ஆகும். மீளுருவாக்கம் நிலையில் வெப்பமூட்டும் நிலை மற்றும் ஊதும் குளிரூட்டும் நிலை ஆகியவை அடங்கும்;

1) வெப்பமூட்டும் நிலை - உலர்த்தியின் உள்ளே இருக்கும் ஹீட்டர் வேலை செய்கிறது, மேலும் மேல் வெப்பநிலை நிர்ணயிக்கப்பட்ட மதிப்பை அடையும் போது அல்லது வெப்ப நேரம் நிர்ணயிக்கப்பட்ட மதிப்பை அடையும் போது தானாகவே வெப்பமடைவதை நிறுத்துகிறது;

2) குளிரூட்டும் நிலை - உலர்த்தி வெப்பமடைவதை நிறுத்திய பிறகு, உலர்த்தி வேலை செய்யும் முறைக்கு மாறும் வரை, அதை குளிர்விக்க காற்றோட்டம் அசல் பாதையில் உலர்த்தி வழியாக தொடர்ந்து பாய்கிறது.

· வேலை நிலை: செயலாக்க காற்றின் அளவு முழு கொள்ளளவை எட்டியுள்ளது, மேலும் உலர்த்திக்குள் இருக்கும் ஹீட்டர் வேலை செய்யவில்லை.

5. மூன்று கோபுர பணிப்பாய்வு

தற்போது, ​​மூன்று கோபுர செயல்முறை பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. சாதனத்தில் மூன்று உலர்த்திகள் நிறுவப்பட்டுள்ளன, அவை அதிக உறிஞ்சுதல் திறன் மற்றும் நல்ல வெப்பநிலை எதிர்ப்பைக் கொண்ட உலர்த்திகள் (மூலக்கூறு சல்லடைகள்) உள்ளன. முழு சாதனத்தின் தொடர்ச்சியான செயல்பாட்டை அடைய மூன்று உலர்த்திகள் செயல்பாடு, மீளுருவாக்கம் மற்றும் உறிஞ்சுதலுக்கு இடையில் மாறி மாறி பயன்படுத்தப்படுகின்றன. உலர்த்திய பிறகு, ஹைட்ரஜன் வாயுவின் பனி புள்ளி -70 ℃ க்கு கீழே அடையலாம்.

ஒரு மாறுதல் சுழற்சியின் போது, ​​உலர்த்தி மூன்று நிலைகள் வழியாக செல்கிறது: வேலை செய்தல், உறிஞ்சுதல் மற்றும் மீளுருவாக்கம். ஒவ்வொரு நிலைக்கும், ஆக்ஸிஜனேற்றம், குளிரூட்டல் மற்றும் நீர் வடிகட்டுதலுக்குப் பிறகு மூல ஹைட்ரஜன் வாயு நுழையும் முதல் உலர்த்தி அமைந்துள்ளது:

1) வேலை நிலை: செயலாக்க வாயு அளவு முழு கொள்ளளவிலும் உள்ளது, உலர்த்திக்குள் இருக்கும் ஹீட்டர் வேலை செய்யவில்லை, மேலும் ஊடகம் நீரிழப்பு செய்யப்படாத மூல ஹைட்ரஜன் வாயுவாகும்;

இரண்டாவது உலர்த்தி நுழைவாயில் அமைந்துள்ள இடம்:

2) மீளுருவாக்க நிலை: 20% வாயு அளவு: மீளுருவாக்க நிலை வெப்பமூட்டும் நிலை மற்றும் ஊதும் குளிரூட்டும் நிலை ஆகியவற்றை உள்ளடக்கியது;

வெப்பமூட்டும் நிலை - உலர்த்தியின் உள்ளே இருக்கும் ஹீட்டர் வேலை செய்கிறது, மேலும் மேல் வெப்பநிலை நிர்ணயிக்கப்பட்ட மதிப்பை அடையும் போது அல்லது வெப்ப நேரம் நிர்ணயிக்கப்பட்ட மதிப்பை அடையும் போது தானாகவே வெப்பமடைவதை நிறுத்துகிறது;

குளிரூட்டும் நிலை - உலர்த்தி வெப்பமடைவதை நிறுத்திய பிறகு, உலர்த்தி வேலை செய்யும் நிலைக்கு மாறும் வரை, அதை குளிர்விக்க காற்றோட்டம் அசல் பாதையில் உலர்த்தி வழியாக தொடர்ந்து பாய்கிறது; உலர்த்தி மீளுருவாக்கம் நிலையில் இருக்கும்போது, ​​ஊடகம் நீரிழப்பு செய்யப்பட்ட உலர்ந்த ஹைட்ரஜன் வாயுவாக மாற்றப்படுகிறது;

மூன்றாவது உலர்த்தி நுழைவாயில் அமைந்துள்ள இடம்:

3) உறிஞ்சுதல் நிலை: செயலாக்க வாயு அளவு 20%, உலர்த்தியில் உள்ள ஹீட்டர் வேலை செய்யவில்லை, மேலும் மீளுருவாக்கத்திற்கான ஊடகம் ஹைட்ரஜன் வாயு ஆகும்.