Təmiz enerji və davamlı inkişafa qlobal miqyasda artan maraqla yanaşı, səmərəli və təmiz enerji daşıyıcısı kimi hidrogen enerjisi tədricən insanların vizyonuna daxil olur. Hidrogen enerjisi sənayesi zəncirində əsas halqa kimi hidrogen təmizləmə texnologiyası təkcə hidrogen enerjisinin təhlükəsizliyi və etibarlılığı ilə bağlı deyil, həm də hidrogen enerjisinin tətbiq dairəsinə və iqtisadi faydalarına birbaşa təsir göstərir.
1. Məhsul hidrogeninə olan tələblər
Kimyəvi xammal və enerji daşıyıcısı kimi hidrogen müxtəlif tətbiq ssenarilərində təmizlik və aşqar tərkibinə görə fərqli tələblərə malikdir. Sintetik ammonyak, metanol və digər kimyəvi məhsulların istehsalında katalizator zəhərlənməsinin qarşısını almaq və məhsulun keyfiyyətini təmin etmək üçün tələblərə cavab vermək üçün aşqar tərkibini azaltmaq üçün yem qazındakı sulfidlər və digər zəhərli maddələr əvvəlcədən təmizlənməlidir. Metallurgiya, keramika, şüşə və yarımkeçiricilər kimi sənaye sahələrində hidrogen qazı məhsullarla birbaşa təmasa girir və təmizlik və aşqar tərkibinə dair tələblər daha sərtdir. Məsələn, yarımkeçiricilər sənayesində hidrogen kristal və substrat hazırlanması, oksidləşmə, tavlama və s. kimi proseslərdə istifadə olunur ki, bu da hidrogendəki oksigen, su, ağır karbohidrogenlər, hidrogen sulfid və s. kimi aşqarlara qarşı son dərəcə yüksək məhdudiyyətlərə malikdir.
2. Deoksigenləşmənin iş prinsipi
Katalizatorun təsiri altında hidrogendəki az miqdarda oksigen hidrogenlə reaksiyaya girərək su əmələ gətirə bilər və bununla da deoksigenləşmə məqsədinə nail olur. Reaksiya ekzotermik reaksiyadır və reaksiya tənliyi aşağıdakı kimidir:
2H ₂+O ₂ (katalizator) -2H ₂ O+Q
Katalizatorun tərkibi, kimyəvi xüsusiyyətləri və keyfiyyəti reaksiyadan əvvəl və sonra dəyişmədiyi üçün katalizator regenerasiya olmadan davamlı olaraq istifadə edilə bilər.
Deoksidləşdirici daxili və xarici silindr quruluşuna malikdir və katalizator xarici və daxili silindrlər arasında yüklənir. Partlayışa davamlı elektrikli istilik komponenti daxili silindrin içərisinə quraşdırılıb və reaksiya temperaturunu aşkar etmək və idarə etmək üçün katalizator qablaşdırmasının yuxarı və aşağı hissəsində iki temperatur sensoru yerləşdirilib. İstilik itkisinin qarşısını almaq və yanmaların qarşısını almaq üçün xarici silindr izolyasiya təbəqəsi ilə örtülüb. Xam hidrogen deoksidləşdiricinin yuxarı girişindən daxili silindrə daxil olur, elektrikli istilik elementi ilə qızdırılır və katalizator yatağından aşağıdan yuxarıya axır. Xam hidrogendəki oksigen katalizatorun təsiri altında hidrogenlə reaksiyaya girərək su əmələ gətirir. Aşağı çıxışdan axan hidrogendəki oksigen miqdarı 1ppm-dən aşağıya endirilə bilər. Kombinasiya nəticəsində yaranan su deoksidləşdiricidən qaz şəklində hidrogen qazı ilə axır, sonrakı hidrogen soyuducusunda kondensasiya olunur, hava-su ayırıcısında süzülür və sistemdən axıdılır.
3. Quruluğun iş prinsipi
Hidrogen qazının qurudulması üçün adsorbsiya metodu tətbiq olunur və molekulyar ələklər adsorbent kimi istifadə olunur. Quruduqdan sonra hidrogen qazının şeh nöqtəsi -70 ℃-dən aşağıya çata bilər. Molekulyar ələk, susuzlaşdırmadan sonra içərisində eyni ölçülü bir çox boşluq əmələ gətirən və çox böyük səth sahəsinə malik kubik qəfəsli alüminosilikat birləşməsinin bir növüdür. Molekulyar ələklər molekulyar ələklər adlanır, çünki onlar müxtəlif formalara, diametrlərə, polyarlıqlara, qaynama nöqtələrinə və doyma səviyyələrinə malik molekulları ayıra bilirlər.
Su yüksək qütblü bir molekuldur və molekulyar ələklər suya güclü bir yaxınlığa malikdir. Molekulyar ələklərin adsorbsiyası fiziki adsorbsiyadır və adsorbsiya doyduqda, yenidən adsorbsiya olunmazdan əvvəl qızması və regenerasiyası üçün müəyyən bir müddət lazımdır. Buna görə də, şeh nöqtəsində sabit hidrogen qazının davamlı istehsalını təmin etmək üçün təmizləyici qurğuya ən azı iki qurutma maşını daxil edilir və biri işləyir, digəri isə regenerasiya olunur.
Qurutma maşını daxili və xarici silindr quruluşuna malikdir və adsorbent xarici və daxili silindrlər arasında yüklənir. Partlayışa davamlı elektrikli istilik komponenti daxili silindrin içərisinə quraşdırılıb və reaksiya temperaturunu aşkar etmək və idarə etmək üçün molekulyar ələk qablaşdırmasının yuxarı və aşağı hissəsində iki temperatur sensoru yerləşir. İstilik itkisinin qarşısını almaq və yanıqların qarşısını almaq üçün xarici silindr izolyasiya təbəqəsi ilə örtülmüşdür. Adsorbsiya vəziyyətində (ilkin və ikinci dərəcəli iş vəziyyətləri daxil olmaqla) və regenerasiya vəziyyətində hava axını tərsinə çevrilir. Adsorbsiya vəziyyətində yuxarı uc boru qaz çıxışı, aşağı uc boru isə qaz girişidir. Regenerasiya vəziyyətində yuxarı uc boru qaz girişi, aşağı uc boru isə qaz çıxışıdır. Qurutma sistemi qurutma maşınlarının sayına görə iki qüllə qurutma maşınına və üç qüllə qurutma maşınına bölünə bilər.
4. İki qüllə prosesi
Cihazda iki qurutma maşını quraşdırılıb və onlar bir dövr ərzində (48 saat) növbələşir və bütün cihazın fasiləsiz işləməsini təmin edir. Quruduqdan sonra hidrogenin şeh nöqtəsi -60 ℃-dən aşağıya çata bilər. İş dövrü ərzində (48 saat) A və B qurutma maşınları müvafiq olaraq iş və bərpa vəziyyətlərindən keçir.
Bir keçid dövründə qurutma maşını iki vəziyyət yaşayır: işləmə vəziyyəti və regenerasiya vəziyyəti.
·Regenerasiya vəziyyəti: Emal olunan qaz həcmi tam qaz həcmidir. Regenerasiya vəziyyətinə istilik mərhələsi və üfürmə soyutma mərhələsi daxildir;
1) Qızdırma mərhələsi – qurutma maşınının içərisindəki qızdırıcı işləyir və yuxarı temperatur təyin olunmuş dəyərə çatdıqda və ya qızdırma müddəti təyin olunmuş dəyərə çatdıqda avtomatik olaraq qızdırmanı dayandırır;
2) Soyutma mərhələsi – Qurutma maşını qızmağı dayandırdıqdan sonra, qurutma maşını iş rejiminə keçənə qədər hava axını qurutma maşınından orijinal yolla axmağa davam edir.
·İş vəziyyəti: Emal havası həcmi tam gücdədir və qurutma maşınının içərisindəki qızdırıcı işləmir.
5. Üç qüllə iş axını
Hazırda üç qülləli proses geniş istifadə olunur. Cihazda böyük adsorbsiya tutumuna və yaxşı temperatur müqavimətinə malik quruducu maddələrdən (molekulyar ələklərdən) ibarət üç quruducu quraşdırılıb. Bütün cihazın fasiləsiz işləməsini təmin etmək üçün üç quruducu işləmə, regenerasiya və adsorbsiya arasında növbələşir. Quruduqdan sonra hidrogen qazının şeh nöqtəsi -70 ℃-dən aşağıya çata bilər.
Keçid dövrü ərzində qurutma maşını üç vəziyyətdən keçir: işləmə, adsorbsiya və regenerasiya. Hər bir vəziyyət üçün, oksigensizləşdirmə, soyutma və suyun filtrasiyasından sonra xam hidrogen qazının daxil olduğu ilk qurutma maşını yerləşir:
1) İş vəziyyəti: Emal qazının həcmi tam gücdədir, qurutma maşınının içərisindəki qızdırıcı işləmir və mühit susuzlaşdırılmamış xam hidrogen qazıdır;
İkinci qurutma maşınının girişi aşağıdakı yerdə yerləşir:
2) Regenerasiya vəziyyəti: qaz həcminin 20% -i: Regenerasiya vəziyyəti isitmə mərhələsini və üfürmə soyutma mərhələsini əhatə edir;
Qızdırma mərhələsi – qurutma maşınının içərisindəki qızdırıcı işləyir və yuxarı temperatur təyin olunmuş dəyərə çatdıqda və ya qızdırma müddəti təyin olunmuş dəyərə çatdıqda avtomatik olaraq qızdırmanı dayandırır;
Soyutma mərhələsi – Qurutma maşını qızmağı dayandırdıqdan sonra, qurutma maşını iş rejiminə keçənə qədər hava axını qurutma maşınından orijinal yolla axmağa davam edir; Qurutma maşını regenerasiya mərhələsində olduqda, mühit qurudulmuş quru hidrogen qazı olur;
Üçüncü qurutma maşınının girişi aşağıdakı ünvanda yerləşir:
3) Adsorbsiya vəziyyəti: Emal olunan qazın həcmi 20% -dir, quruducudakı qızdırıcı işləmir və mühit regenerasiya üçün hidrogen qazıdır.
Yazı vaxtı: 19 Dekabr 2024
