Med den økende globale jakten på ren energi og bærekraftig utvikling, går hydrogenenergi, som en effektiv og ren energibærer, gradvis inn i folks visjon. Som et nøkkelledd i industrikjeden for hydrogenenergi, angår hydrogenrenseteknologi ikke bare sikkerheten og påliteligheten til hydrogenenergi, men påvirker også direkte anvendelsesomfanget og de økonomiske fordelene ved hydrogenenergi.
1.Krav til produkt hydrogen
Hydrogen, som kjemisk råstoff og energibærer, har ulike krav til renhet og urenhetsinnhold i ulike bruksscenarier. Ved produksjon av syntetisk ammoniakk, metanol og andre kjemiske produkter, for å forhindre katalysatorforgiftning og sikre produktkvalitet, må sulfider og andre giftige stoffer i mategassen fjernes på forhånd for å redusere urenhetsinnholdet for å oppfylle kravene. Innen industrielle områder som metallurgi, keramikk, glass og halvledere kommer hydrogengass i direkte kontakt med produkter, og kravene til renhet og urenheter er strengere. For eksempel i halvlederindustrien brukes hydrogen til prosesser som krystall- og substratpreparering, oksidasjon, gløding osv., som har ekstremt høye begrensninger på urenheter som oksygen, vann, tunge hydrokarboner, hydrogensulfid osv. i hydrogen
2. Arbeidsprinsippet for deoksygenering
Under påvirkning av en katalysator kan en liten mengde oksygen i hydrogen reagere med hydrogen for å produsere vann, og oppnå formålet med deoksygenering. Reaksjonen er en eksoterm reaksjon, og reaksjonsligningen er som følger:
2H ₂+O ₂ (katalysator) -2H ₂ O+Q
Fordi sammensetningen, de kjemiske egenskapene og kvaliteten til selve katalysatoren ikke endres før og etter reaksjonen, kan katalysatoren brukes kontinuerlig uten regenerering.
Deoksideringsmidlet har en indre og ytre sylinderstruktur, med katalysatoren lastet mellom den ytre og indre sylinderen. Den eksplosjonssikre elektriske varmekomponenten er installert inne i den indre sylinderen, og to temperatursensorer er plassert på toppen og bunnen av katalysatorpakningen for å oppdage og kontrollere reaksjonstemperaturen. Den ytre sylinderen er pakket med isolasjonslag for å forhindre varmetap og unngå brannskader. Råhydrogenet kommer inn i den indre sylinderen fra det øvre innløpet til deoksidasjonsmidlet, varmes opp av et elektrisk varmeelement og strømmer gjennom katalysatorsjiktet fra bunn til topp. Oksygenet i det rå hydrogenet reagerer med hydrogenet under påvirkning av katalysatoren for å produsere vann. Oksygeninnholdet i hydrogenet som strømmer ut fra det nedre utløpet kan reduseres til under 1 ppm. Vannet som genereres av kombinasjonen strømmer ut av deoksidasjonsmidlet i gassform med hydrogengassen, kondenserer i den påfølgende hydrogenkjøleren, filtrerer i luft-vann-separatoren og slippes ut av systemet.
3. Arbeidsprinsipp for tørrhet
Tørking av hydrogengass bruker adsorpsjonsmetoden, ved å bruke molekylsikter som adsorbenter. Etter tørking kan duggpunktet for hydrogengass nå under -70 ℃. Molecular sieve er en type aluminosilikatforbindelse med et kubisk gitter, som danner mange hulrom av samme størrelse inni etter dehydrering og har et veldig stort overflateareal. Molekylære sikter kalles molekylsikter fordi de kan skille molekyler med forskjellige former, diametre, polariteter, kokepunkter og metningsnivåer.
Vann er et svært polart molekyl, og molekylsikter har en sterk affinitet for vann. Adsorpsjonen av molekylsikter er fysisk adsorpsjon, og når adsorpsjonen er mettet, tar det en periode å varmes opp og regenereres før den kan adsorberes igjen. Derfor er minst to tørkere inkludert i en renseanordning, hvor den ene fungerer mens den andre regenererer, for å sikre kontinuerlig produksjon av duggpunktstabil hydrogengass.
Tørketrommelen har en indre og ytre sylinderstruktur, med adsorbenten lastet mellom den ytre og indre sylinderen. Den eksplosjonssikre elektriske varmekomponenten er installert inne i den indre sylinderen, og to temperatursensorer er plassert på toppen og bunnen av molekylsiktpakningen for å oppdage og kontrollere reaksjonstemperaturen. Den ytre sylinderen er pakket med isolasjonslag for å forhindre varmetap og unngå brannskader. Luftstrømmen i adsorpsjonstilstand (inkludert primær og sekundær arbeidstilstand) og regenereringstilstand er reversert. I adsorpsjonstilstanden er det øvre enderøret gassutløpet og det nedre enderøret er gassinnløpet. I regenereringstilstanden er det øvre enderøret gassinnløpet og det nedre enderøret er gassutløpet. Tørkesystemet kan deles inn i to tårntørkere og tre tårntørkere i henhold til antall tørketromler.
4.To tårn prosess
To tørketromler er installert i enheten, som veksler og regenererer i løpet av en syklus (48 timer) for å oppnå kontinuerlig drift av hele enheten. Etter tørking kan duggpunktet for hydrogen nå under -60 ℃. I løpet av en arbeidssyklus (48 timer) gjennomgår tørketromler A og B henholdsvis arbeids- og regenereringstilstander.
I én byttesyklus opplever tørketrommelen to tilstander: arbeidstilstand og regenereringstilstand.
·Regenereringstilstand: Behandlingsgassvolumet er fullt gassvolum. Regenereringstilstanden inkluderer oppvarmingstrinn og blåsekjøletrinn;
1) Oppvarmingstrinn – varmeren inne i tørketrommelen fungerer, og stopper automatisk oppvarmingen når den øvre temperaturen når den innstilte verdien eller oppvarmingstiden når den innstilte verdien;
2) Avkjølingstrinn – Etter at tørketrommelen slutter å varme, fortsetter luftstrømmen å strømme gjennom tørketrommelen i den opprinnelige banen for å kjøle den ned til tørketrommelen går over til arbeidsmodus.
· Arbeidsstatus: Behandlingsluftvolumet er på full kapasitet, og varmeren inne i tørketrommelen fungerer ikke.
5.Tre tårn arbeidsflyt
For tiden er de tre tårnprosessen mye brukt. Tre tørketromler er installert i enheten, som inneholder tørkemidler (molekylsikter) med stor adsorpsjonskapasitet og god temperaturbestandighet. Tre tørketromler veksler mellom drift, regenerering og adsorpsjon for å oppnå kontinuerlig drift av hele enheten. Etter tørking kan duggpunktet for hydrogengass nå under -70 ℃.
Under en byttesyklus går tørketrommelen gjennom tre tilstander: arbeid, adsorpsjon og regenerering. For hver tilstand er den første tørketrommelen der den rå hydrogengassen kommer inn etter deoksygenering, avkjøling og vannfiltrering:
1) Arbeidsstatus: Behandlingsgassvolumet er på full kapasitet, varmeren inne i tørketrommelen fungerer ikke, og mediet er rå hydrogengass som ikke har blitt dehydrert;
Den andre tørketrommelen som kommer inn er plassert på:
2) Regenereringstilstand: 20 % gassvolum: Regenereringstilstand inkluderer oppvarmingstrinn og blåsekjøletrinn;
Oppvarmingstrinn – varmeren inne i tørketrommelen fungerer, og stopper automatisk oppvarmingen når den øvre temperaturen når den innstilte verdien eller oppvarmingstiden når den innstilte verdien;
Avkjølingsstadiet – Etter at tørketrommelen slutter å varme, fortsetter luftstrømmen å strømme gjennom tørketrommelen i den opprinnelige banen for å kjøle den ned til tørketrommelen går over til arbeidsmodus; Når tørketrommelen er i regenereringstrinnet, er mediet dehydrert tørr hydrogengass;
Den tredje tørketrommelen som kommer inn er plassert på:
3) Adsorpsjonstilstand: Behandlingsgassvolumet er 20%, varmeren i tørketrommelen fungerer ikke, og mediet er hydrogengass for regenerering.
Innleggstid: 19. desember 2024
