Me rritjen e kërkimit global për energji të pastër dhe zhvillim të qëndrueshëm, energjia e hidrogjenit, si një bartës energjie efikase dhe e pastër, po hyn gradualisht në vizionin e njerëzve. Si një lidhje kryesore në zinxhirin e industrisë së energjisë së hidrogjenit, teknologjia e pastrimit të hidrogjenit jo vetëm që ka të bëjë me sigurinë dhe besueshmërinë e energjisë së hidrogjenit, por gjithashtu ndikon drejtpërdrejt në shtrirjen e aplikimit dhe përfitimet ekonomike të energjisë së hidrogjenit.
1.Kërkesat për hidrogjenin e produktit
Hidrogjeni, si lëndë e parë kimike dhe bartës i energjisë, ka kërkesa të ndryshme për pastërtinë dhe përmbajtjen e papastërtive në skenarë të ndryshëm aplikimi. Në prodhimin e amoniakut sintetik, metanolit dhe produkteve të tjera kimike, për të parandaluar helmimin nga katalizatorët dhe për të siguruar cilësinë e produktit, sulfidet dhe substancat e tjera toksike në gazin e ushqimit duhet të hiqen paraprakisht për të zvogëluar përmbajtjen e papastërtive për të përmbushur kërkesat. Në fusha industriale si metalurgjia, qeramika, qelqi dhe gjysmëpërçuesit, gazi i hidrogjenit vjen në kontakt të drejtpërdrejtë me produktet dhe kërkesat për pastërtinë dhe përmbajtjen e papastërtive janë më të rrepta. Për shembull, në industrinë e gjysmëpërçuesve, hidrogjeni përdoret për procese të tilla si përgatitja e kristalit dhe e nënshtresës, oksidimi, pjekja, etj., të cilat kanë kufizime jashtëzakonisht të larta në papastërtitë si oksigjeni, uji, hidrokarburet e rënda, sulfidi i hidrogjenit, etj. në hidrogjen.
2. Parimi i punës së deoksigjenimit
Nën veprimin e një katalizatori, një sasi e vogël oksigjeni në hidrogjen mund të reagojë me hidrogjenin për të prodhuar ujë, duke arritur qëllimin e deoksigjenimit. Reaksioni është një reaksion ekzotermik, dhe ekuacioni i reagimit është si më poshtë:
2H 2 + O 2 (katalizator) -2H 2 O + Q
Për shkak se përbërja, vetitë kimike dhe cilësia e vetë katalizatorit nuk ndryshojnë para dhe pas reaksionit, katalizatori mund të përdoret vazhdimisht pa rigjenerim.
Deoksiduesi ka një strukturë cilindri të brendshëm dhe të jashtëm, me katalizator të ngarkuar midis cilindrave të jashtëm dhe të brendshëm. Komponenti i ngrohjes elektrike rezistent ndaj shpërthimit është instaluar brenda cilindrit të brendshëm dhe dy sensorë të temperaturës janë të vendosur në krye dhe në fund të paketimit të katalizatorit për të zbuluar dhe kontrolluar temperaturën e reagimit. Cilindri i jashtëm është i mbështjellë me shtresë izoluese për të parandaluar humbjen e nxehtësisë dhe për të shmangur djegiet. Hidrogjeni i papërpunuar hyn në cilindrin e brendshëm nga hyrja e sipërme e deoksiduesit, nxehet nga një element ngrohës elektrik dhe rrjedh nëpër shtratin e katalizatorit nga poshtë lart. Oksigjeni në hidrogjenin e papërpunuar reagon me hidrogjenin nën veprimin e katalizatorit për të prodhuar ujë. Përmbajtja e oksigjenit në hidrogjenin që rrjedh nga priza e poshtme mund të reduktohet në nën 1ppm. Uji i krijuar nga kombinimi rrjedh nga deoksiduesi në formë të gaztë me gazin hidrogjen, kondensohet në ftohësin e mëpasshëm të hidrogjenit, filtrohet në ndarësin ajër-ujë dhe shkarkohet nga sistemi.
3.Parimi i punës së thatësisë
Tharja e gazit të hidrogjenit përdor metodën e adsorbimit, duke përdorur sitë molekulare si adsorbente. Pas tharjes, pika e vesës së gazit të hidrogjenit mund të arrijë nën -70 ℃. Sita molekulare është një lloj komponimi aluminosilikat me një rrjetë kubike, e cila formon shumë zgavra me të njëjtën madhësi brenda pas dehidrimit dhe ka një sipërfaqe shumë të madhe. Sitat molekulare quhen sitë molekulare sepse ato mund të ndajnë molekula me forma, diametra, polaritete, pika vlimi dhe nivele ngopjeje të ndryshme.
Uji është një molekulë shumë polare dhe sitat molekulare kanë një prirje të fortë për ujin. Adsorbimi i sitave molekulare është përthithje fizike dhe kur adsorbimi është i ngopur, duhet një periudhë kohe për t'u ngrohur dhe rigjeneruar përpara se të mund të absorbohet përsëri. Prandaj, të paktën dy tharëse përfshihen në një pajisje pastrimi, ku njëra punon ndërsa tjetra rigjenerohet, për të siguruar prodhimin e vazhdueshëm të gazit hidrogjen të qëndrueshëm në pikën e vesës.
Tharësi ka një strukturë cilindri të brendshëm dhe të jashtëm, me adsorbent të ngarkuar midis cilindrave të jashtëm dhe të brendshëm. Komponenti i ngrohjes elektrike rezistent ndaj shpërthimit është instaluar brenda cilindrit të brendshëm dhe dy sensorë të temperaturës janë të vendosur në krye dhe në fund të paketimit të sitës molekulare për të zbuluar dhe kontrolluar temperaturën e reagimit. Cilindri i jashtëm është i mbështjellë me shtresë izoluese për të parandaluar humbjen e nxehtësisë dhe për të shmangur djegiet. Rrjedha e ajrit në gjendjen e përthithjes (duke përfshirë gjendjen e punës primare dhe dytësore) dhe gjendjen e rigjenerimit është e kundërt. Në gjendjen e adsorbimit, tubi i skajit të sipërm është dalja e gazit dhe tubi i skajit të poshtëm është hyrja e gazit. Në gjendjen e rigjenerimit, tubi i skajit të sipërm është hyrja e gazit dhe tubi i skajit të poshtëm është dalja e gazit. Sistemi i tharjes mund të ndahet në dy tharëse kullash dhe tre tharëse kullash sipas numrit të tharëseve.
4. Procesi i dy kullave
Në pajisje janë instaluar dy tharëse, të cilat alternohen dhe rigjenerohen brenda një cikli (48 orë) për të arritur funksionimin e vazhdueshëm të të gjithë pajisjes. Pas tharjes, pika e vesës së hidrogjenit mund të arrijë nën -60 ℃. Gjatë një cikli pune (48 orë), tharëset A dhe B i nënshtrohen përkatësisht gjendjeve të punës dhe rigjenerimit.
Në një cikël kalimi, tharësja përjeton dy gjendje: gjendjen e punës dhe gjendjen e rigjenerimit.
·Gjendja e rigjenerimit: Vëllimi i gazit përpunues është vëllimi i plotë i gazit. Gjendja e rigjenerimit përfshin fazën e ngrohjes dhe fazën e ftohjes së fryrjes;
1) Faza e ngrohjes – ngrohësi brenda tharësit funksionon, dhe automatikisht ndalon ngrohjen kur temperatura e sipërme arrin vlerën e caktuar ose koha e ngrohjes arrin vlerën e caktuar;
2) Faza e ftohjes – Pasi tharësja ndalon ngrohjen, rryma e ajrit vazhdon të rrjedhë nëpër tharëse në rrugën origjinale për ta ftohur derisa tharësja të kalojë në modalitetin e punës.
·Statusi i punës: Vëllimi i ajrit përpunues është me kapacitet të plotë, dhe ngrohësi brenda tharëses nuk punon.
5.Rrjedha e punës me tre kulla
Aktualisht, procesi i tre kullave përdoret gjerësisht. Në pajisje janë instaluar tre tharëse, të cilat përmbajnë desikantë (sita molekulare) me kapacitet të madh absorbues dhe rezistencë të mirë ndaj temperaturës. Tre tharëse alternojnë funksionimin, rigjenerimin dhe adsorbimin për të arritur funksionimin e vazhdueshëm të të gjithë pajisjes. Pas tharjes, pika e vesës së gazit të hidrogjenit mund të arrijë nën -70 ℃.
Gjatë një cikli komutimi, tharësja kalon në tre gjendje: funksionimi, adsorbimi dhe rigjenerimi. Për çdo shtet, ndodhet tharësja e parë në të cilën gazi i papërpunuar i hidrogjenit hyn pas deoksigjenimit, ftohjes dhe filtrimit të ujit:
1) Statusi i punës: Vëllimi i gazit përpunues është me kapacitet të plotë, ngrohësi brenda tharëses nuk funksionon dhe mjedisi është gaz hidrogjen i papërpunuar që nuk është dehidratuar;
Hyrja e tharësit të dytë ndodhet në:
2) Gjendja e rigjenerimit: vëllimi i gazit 20%: Gjendja e rigjenerimit përfshin fazën e ngrohjes dhe fazën e ftohjes së fryrjes;
Faza e ngrohjes - ngrohësi brenda tharësit funksionon dhe automatikisht ndalon ngrohjen kur temperatura e sipërme arrin vlerën e caktuar ose koha e ngrohjes arrin vlerën e caktuar;
Faza e ftohjes – Pasi tharësja ndalon ngrohjen, rryma e ajrit vazhdon të rrjedhë nëpër tharëse në rrugën origjinale për ta ftohur derisa tharësja të kalojë në modalitetin e punës; Kur tharësja është në fazën e rigjenerimit, mjedisi është gaz i thatë hidrogjen i dehidratuar;
Hyrja e tharëses së tretë ndodhet në:
3) Gjendja e përthithjes: Vëllimi i gazit përpunues është 20%, ngrohësi në tharëse nuk funksionon dhe mjedisi është gaz hidrogjeni për rigjenerim.
Koha e postimit: Dhjetor-19-2024
