Coa crecente procura global de enerxía limpa e desenvolvemento sostible, a enerxía do hidróxeno, como portadora de enerxía limpa e eficiente, está entrando gradualmente na visión das persoas. Como elo clave na cadea da industria enerxética do hidróxeno, a tecnoloxía de purificación do hidróxeno non só se refire á seguridade e fiabilidade da enerxía do hidróxeno, senón que tamén afecta directamente o ámbito de aplicación e os beneficios económicos da enerxía do hidróxeno.
1.Requisitos do hidróxeno do produto
O hidróxeno, como materia prima química e portador de enerxía, ten diferentes requisitos de pureza e contido de impurezas en diferentes escenarios de aplicación. Na produción de amoníaco sintético, metanol e outros produtos químicos, para evitar a intoxicación do catalizador e garantir a calidade do produto, os sulfuros e outras substancias tóxicas do gas de alimentación deben eliminarse con antelación para reducir o contido de impurezas para cumprir cos requisitos. En campos industriais como a metalurxia, a cerámica, o vidro e os semicondutores, o gas hidróxeno entra en contacto directo cos produtos e os requisitos de pureza e contido de impurezas son máis estritos. Por exemplo, na industria de semicondutores, o hidróxeno utilízase para procesos como a preparación de cristais e substratos, oxidación, recocido, etc., que teñen limitacións extremadamente altas sobre impurezas como osíxeno, auga, hidrocarburos pesados, sulfuro de hidróxeno, etc.
2.O principio de funcionamento da desoxixenación
Baixo a acción dun catalizador, unha pequena cantidade de osíxeno no hidróxeno pode reaccionar co hidróxeno para producir auga, conseguindo o propósito da desoxixenación. A reacción é unha reacción exotérmica e a ecuación da reacción é a seguinte:
2H₂+O₂ (catalizador) -2H₂ O+Q
Dado que a composición, as propiedades químicas e a calidade do propio catalizador non cambian antes e despois da reacción, o catalizador pódese usar continuamente sen rexeneración.
O desoxidante ten unha estrutura de cilindro interior e exterior, co catalizador cargado entre os cilindros exterior e interior. O compoñente de calefacción eléctrico a proba de explosión está instalado no interior do cilindro interior e dous sensores de temperatura están situados na parte superior e inferior da embalaxe do catalizador para detectar e controlar a temperatura de reacción. O cilindro exterior está envolto cunha capa de illamento para evitar a perda de calor e evitar queimaduras. O hidróxeno bruto entra no cilindro interior desde a entrada superior do desoxidante, quéntase mediante un elemento de calefacción eléctrico e flúe a través do leito do catalizador de abaixo cara arriba. O osíxeno do hidróxeno bruto reacciona co hidróxeno baixo a acción do catalizador para producir auga. O contido de osíxeno no hidróxeno que sae da saída inferior pode reducirse a menos de 1 ppm. A auga xerada pola combinación sae do desoxidante en forma gasosa co gas hidróxeno, condénsase no posterior enfriador de hidróxeno, fíltrase no separador aire-auga e descárgase do sistema.
3.Principio de funcionamento de sequidade
O secado do gas hidróxeno adopta o método de adsorción, utilizando peneiras moleculares como adsorbentes. Despois do secado, o punto de orballo do hidróxeno pode chegar por debaixo dos -70 ℃. A peneira molecular é un tipo de composto de aluminosilicato cunha rede cúbica, que forma moitas cavidades do mesmo tamaño no seu interior despois da deshidratación e ten unha superficie moi grande. As peneiras moleculares chámanse peneiras moleculares porque poden separar moléculas con diferentes formas, diámetros, polaridades, puntos de ebulición e niveis de saturación.
A auga é unha molécula altamente polar, e as peneiras moleculares teñen unha forte afinidade pola auga. A adsorción das peneiras moleculares é a adsorción física e, cando a adsorción está saturada, leva un período de tempo en quentar e rexenerarse antes de que poida ser adsorbida de novo. Polo tanto, polo menos dous secadores inclúense nun dispositivo de purificación, un funcionando mentres o outro rexenera, para garantir a produción continua de gas hidróxeno estable do punto de orballo.
O secador ten unha estrutura de cilindro interior e exterior, co adsorbente cargado entre os cilindros exterior e interior. O compoñente de calefacción eléctrico a proba de explosión está instalado dentro do cilindro interior e dous sensores de temperatura están situados na parte superior e inferior da embalaxe da peneira molecular para detectar e controlar a temperatura de reacción. O cilindro exterior está envolto cunha capa de illamento para evitar a perda de calor e evitar queimaduras. O fluxo de aire no estado de adsorción (incluíndo os estados de traballo primario e secundario) e o estado de rexeneración invírtese. No estado de adsorción, o tubo do extremo superior é a saída de gas e o tubo do extremo inferior é a entrada de gas. No estado de rexeneración, o tubo do extremo superior é a entrada de gas e o tubo do extremo inferior é a saída de gas. O sistema de secado pódese dividir en dous secadores de torre e tres secadores de torre segundo o número de secadores.
4.Proceso de dúas torres
No dispositivo están instalados dous secadores, que se alternan e rexeneran nun ciclo (48 horas) para conseguir un funcionamento continuo de todo o dispositivo. Despois do secado, o punto de orballo do hidróxeno pode chegar por debaixo dos -60 ℃. Durante un ciclo de traballo (48 horas), os secadores A e B sofren estados de traballo e rexeneración, respectivamente.
Nun ciclo de conmutación, o secador experimenta dous estados: estado de traballo e estado de rexeneración.
·Estado de rexeneración: o volume de gas de procesamento é o volume total de gas. O estado de rexeneración inclúe a fase de quecemento e a fase de refrixeración por vento;
1) Fase de calefacción: o aquecedor dentro da secadora funciona e detén automaticamente o quecemento cando a temperatura superior alcanza o valor establecido ou o tempo de quecemento alcanza o valor establecido;
2) Etapa de arrefriamento: despois de que o secador deixa de quentar, o fluxo de aire continúa fluíndo polo secador no camiño orixinal para arrefrialo ata que o secador pase ao modo de traballo.
·Estado de traballo: o volume de aire de procesamento está a plena capacidade e o quentador no interior da secadora non funciona.
5. Fluxo de traballo de tres torres
Actualmente, o proceso de tres torres é amplamente utilizado. No dispositivo están instalados tres secadores, que conteñen desecantes (peneiras moleculares) con gran capacidade de adsorción e boa resistencia á temperatura. Tres secadores alternan o funcionamento, a rexeneración e a adsorción para conseguir un funcionamento continuo de todo o dispositivo. Despois do secado, o punto de orballo do hidróxeno pode chegar por debaixo dos -70 ℃.
Durante un ciclo de conmutación, o secador pasa por tres estados: traballo, adsorción e rexeneración. Para cada estado, sitúase o primeiro secador no que entra o gas hidróxeno bruto despois da desoxixenación, o arrefriamento e a filtración da auga:
1) Estado de funcionamento: o volume de gas de procesamento está a plena capacidade, o quentador no interior da secadora non funciona e o medio é gas hidróxeno bruto que non foi deshidratado;
O segundo secador que entra atópase en:
2) Estado de rexeneración: 20% do volume de gas: o estado de rexeneración inclúe a fase de quecemento e a fase de refrixeración por soplado;
Fase de calefacción: o aquecedor no interior da secadora funciona e deixa de quentar automaticamente cando a temperatura superior alcanza o valor establecido ou o tempo de calefacción alcanza o valor establecido;
Etapa de arrefriamento: despois de que o secador deixa de quentar, o fluxo de aire continúa fluíndo polo secador no camiño orixinal para arrefrialo ata que o secador pase ao modo de traballo; Cando o secador está en fase de rexeneración, o medio é gas hidróxeno seco deshidratado;
O terceiro secador que entra atópase en:
3) Estado de adsorción: o volume de gas de procesamento é do 20%, o aquecedor do secador non funciona e o medio é gas hidróxeno para a rexeneración.
Hora de publicación: 19-12-2024
