Med den stigende globale stræben efter ren energi og bæredygtig udvikling er brintenergi, som en effektiv og ren energibærer, gradvist ved at gå ind i folks vision. Som et nøgleled i brintenergiindustriens kæde vedrører brintrensningsteknologi ikke kun sikkerheden og pålideligheden af brintenergi, men påvirker også direkte anvendelsesområdet og de økonomiske fordele ved brintenergi.
1.Krav til produkt brint
Brint har som kemisk råmateriale og energibærer forskellige krav til renhed og urenhedsindhold i forskellige anvendelsesscenarier. Ved fremstilling af syntetisk ammoniak, methanol og andre kemiske produkter skal sulfider og andre giftige stoffer i fødegassen for at forhindre katalysatorforgiftning og sikre produktkvalitet fjernes på forhånd for at reducere urenhedsindholdet for at opfylde kravene. På industrielle områder som metallurgi, keramik, glas og halvledere kommer brintgas i direkte kontakt med produkter, og kravene til renhed og urenhedsindhold er strengere. For eksempel i halvlederindustrien bruges brint til processer som krystal- og substratfremstilling, oxidation, udglødning osv., som har ekstremt høje begrænsninger på urenheder som oxygen, vand, tunge kulbrinter, svovlbrinte osv. i brint
2. Arbejdsprincippet for deoxygenering
Under påvirkning af en katalysator kan en lille mængde oxygen i brint reagere med brint for at producere vand, hvilket opnår formålet med deoxygenering. Reaktionen er en eksoterm reaktion, og reaktionsligningen er som følger:
2H 2+O 2 (katalysator) -2H 2 O+Q
Fordi selve katalysatorens sammensætning, kemiske egenskaber og kvalitet ikke ændres før og efter reaktionen, kan katalysatoren anvendes kontinuerligt uden regenerering.
Deoxidationsmidlet har en indre og ydre cylinderstruktur, hvor katalysatoren er fyldt mellem den ydre og indre cylinder. Den eksplosionssikre elektriske varmekomponent er installeret inde i den indre cylinder, og to temperatursensorer er placeret i toppen og bunden af katalysatorpakningen for at detektere og kontrollere reaktionstemperaturen. Den ydre cylinder er pakket med isoleringslag for at forhindre varmetab og undgå forbrændinger. Den rå brint kommer ind i den indre cylinder fra det øvre indløb af deoxidationsmidlet, opvarmes af et elektrisk varmeelement og strømmer gennem katalysatorlejet fra bund til top. Ilten i det rå brint reagerer med brintet under påvirkning af katalysatoren for at producere vand. Iltindholdet i brinten, der strømmer ud fra det nederste udløb, kan reduceres til under 1 ppm. Vandet, der genereres af kombinationen, strømmer ud af deoxidationsmidlet i gasform med brintgassen, kondenserer i den efterfølgende brintkøler, filtrerer i luft-vand-separatoren og udledes fra systemet.
3.Working princippet om tørhed
Tørringen af brintgas vedtager adsorptionsmetoden ved at bruge molekylsigter som adsorbenter. Efter tørring kan dugpunktet for brintgas nå under -70 ℃. Molekylsigte er en type aluminosilikatforbindelse med et kubisk gitter, som danner mange hulrum af samme størrelse indeni efter dehydrering og har et meget stort overfladeareal. Molekylsigter kaldes molekylsigter, fordi de kan adskille molekyler med forskellige former, diametre, polariteter, kogepunkter og mætningsniveauer.
Vand er et meget polært molekyle, og molekylsigter har en stærk affinitet til vand. Adsorptionen af molekylsigter er fysisk adsorption, og når adsorptionen er mættet, tager det en periode at opvarme og regenerere, før den kan adsorberes igen. Derfor er mindst to tørretumblere inkluderet i en renseanordning, hvor den ene arbejder, mens den anden regenererer, for at sikre kontinuerlig produktion af dugpunktsstabil brintgas.
Tørretumbleren har en indre og ydre cylinderstruktur, hvor adsorbenten er fyldt mellem den ydre og den indre cylinder. Den eksplosionssikre elektriske varmekomponent er installeret inde i den indre cylinder, og to temperatursensorer er placeret i toppen og bunden af molekylsigtens pakning for at detektere og kontrollere reaktionstemperaturen. Den ydre cylinder er pakket med isoleringslag for at forhindre varmetab og undgå forbrændinger. Luftstrømmen i adsorptionstilstanden (inklusive den primære og sekundære arbejdstilstand) og regenereringstilstanden er omvendt. I adsorptionstilstanden er det øvre enderør gasudløbet, og det nederste enderør er gasindløbet. I regenereringstilstanden er det øvre enderør gasindløbet, og det nederste enderør er gasudløbet. Tørresystemet kan opdeles i to tårntørrere og tre tårntørrere alt efter antallet af tørretumblere.
4.To tårn proces
To tørretumblere er installeret i enheden, som skifter og regenererer inden for en cyklus (48 timer) for at opnå kontinuerlig drift af hele enheden. Efter tørring kan dugpunktet for brint nå under -60 ℃. Under en arbejdscyklus (48 timer) gennemgår tørretumblere A og B henholdsvis arbejds- og regenereringstilstande.
I én omskiftningscyklus oplever tørretumbleren to tilstande: arbejdstilstand og regenereringstilstand.
·Regenereringstilstand: Behandlingsgasvolumen er fuld gasvolumen. Regenereringstilstanden omfatter opvarmningstrin og blæseafkølingstrin;
1) Opvarmningstrin - varmelegemet inde i tørretumbleren fungerer og stopper automatisk opvarmningen, når den øvre temperatur når den indstillede værdi, eller opvarmningstiden når den indstillede værdi;
2) Afkølingstrin – Efter at tørretumbleren holder op med at varme, fortsætter luftstrømmen med at strømme gennem tørretumbleren i den oprindelige vej for at køle den ned, indtil tørretumbleren skifter til arbejdstilstand.
·Arbejdsstatus: Behandlingsluftmængden har fuld kapacitet, og varmelegemet inde i tørretumbleren fungerer ikke.
5.Three tower workflow
I øjeblikket er de tre tårne-processer meget brugt. Tre tørretumblere er installeret i apparatet, som indeholder tørremidler (molekylsigter) med stor adsorptionskapacitet og god temperaturbestandighed. Tre tørretumblere veksler mellem drift, regenerering og adsorption for at opnå kontinuerlig drift af hele enheden. Efter tørring kan dugpunktet for brintgas nå under -70 ℃.
Under en omskiftningscyklus gennemgår tørretumbleren tre tilstande: arbejde, adsorption og regenerering. For hver tilstand er den første tørretumbler, hvori den rå brintgas kommer ind efter deoxygenering, afkøling og vandfiltrering, placeret:
1) Arbejdsstatus: Behandlingsgasvolumen er ved fuld kapacitet, varmeren inde i tørretumbleren fungerer ikke, og mediet er rå brintgas, der ikke er blevet dehydreret;
Den anden tørretumbler, der kommer ind, er placeret på:
2) Regenereringstilstand: 20% gasvolumen: Regenereringstilstand omfatter opvarmningstrin og blæserafkølingstrin;
Opvarmningstrin - varmelegemet inde i tørretumbleren fungerer og stopper automatisk opvarmningen, når den øvre temperatur når den indstillede værdi, eller opvarmningstiden når den indstillede værdi;
Afkølingstrin – Efter at tørretumbleren holder op med at varme, fortsætter luftstrømmen med at strømme gennem tørretumbleren i den oprindelige vej for at køle den ned, indtil tørretumbleren skifter til arbejdstilstand; Når tørreren er i regenereringsstadiet, er mediet dehydreret tør hydrogengas;
Den tredje tørretumbler, der kommer ind, er placeret på:
3) Adsorptionstilstand: Behandlingsgasvolumen er 20%, varmeren i tørretumbleren fungerer ikke, og mediet er brintgas til regenerering.
Indlægstid: 19. december 2024
