Бо афзоиши талошҳои ҷаҳонӣ ба энергияи тоза ва рушди устувор, энергияи гидроген ҳамчун интиқолдиҳандаи самаранок ва тозаи энергия тадриҷан ба назари мардум ворид мешавад. Технологияи тозакунии гидроген ҳамчун як ҳалқаи калидӣ дар занҷири саноати энергияи гидроген на танҳо ба бехатарӣ ва эътимоднокии энергияи гидроген дахл дорад, балки инчунин ба доираи татбиқ ва манфиатҳои иқтисодии энергияи гидроген таъсири мустақим мерасонад.
1. Талабот барои гидрогени маҳсулот
Водород, ҳамчун ашёи хоми кимиёвӣ ва интиқолдиҳандаи энергия, дар сенарияҳои гуногуни татбиқ талаботи гуногун барои покӣ ва миқдори ифлосӣ дорад. Дар истеҳсоли аммиаки синтетикӣ, метанол ва дигар маҳсулоти кимиёвӣ, барои пешгирии заҳролудшавӣ аз катализатор ва таъмини сифати маҳсулот, сулфидҳо ва дигар моддаҳои заҳролуд дар гази ғизоӣ бояд пешакӣ тоза карда шаванд, то миқдори ифлосиро барои қонеъ кардани талабот кам кунанд. Дар соҳаҳои саноатӣ ба монанди металлургия, сафол, шиша ва нимноқилҳо, гази гидроген мустақиман бо маҳсулот тамос мегирад ва талабот барои покӣ ва миқдори ифлосӣ сахттар аст. Масалан, дар саноати нимноқилҳо, гидроген барои равандҳо ба монанди тайёр кардани булӯр ва субстрат, оксидшавӣ, тафсондан ва ғайра истифода мешавад, ки маҳдудиятҳои хеле баланд барои ифлосӣ ба монанди оксиген, об, карбогидридҳои вазнин, гидроген сулфид ва ғайра дар гидроген доранд.
2. Принсипи кори деоксигенатсия
Таҳти таъсири катализатор, миқдори ками оксиген дар гидроген метавонад бо гидроген реаксия карда, об ҳосил кунад ва ба ҳадафи деоксигенатсия ноил гардад. Реаксия реаксияи экзотермӣ аст ва муодилаи реаксия чунин аст:
2H ₂+O ₂ (катализатор) -2H ₂ O+Q
Азбаски таркиб, хосиятҳои кимиёвӣ ва сифати худи катализатор пеш ва баъд аз реаксия тағйир намеёбад, катализаторро метавон бе барқароршавӣ пайваста истифода бурд.
Деоксидизатор сохтори силиндри дохилӣ ва берунӣ дорад, ки катализатор дар байни силиндрҳои беруна ва дохилӣ бор карда шудааст. Қисмати гармидиҳии барқии аз таркиш муҳофизатшаванда дар дохили силиндри дохилӣ насб карда шудааст ва ду сенсори ҳарорат дар боло ва поёни бастабандии катализатор ҷойгиранд, то ҳарорати реаксияро муайян ва назорат кунанд. Силиндр бо қабати изолятсия печонида шудааст, то аз талафоти гармӣ пешгирӣ карда шавад ва сӯхтагӣ пешгирӣ карда шавад. Гидрогени хом аз даромадгоҳи болоии деоксидизатор ба силиндри дохилӣ ворид мешавад, бо элементи гармидиҳии барқӣ гарм карда мешавад ва аз қабати катализатор аз поён ба боло ҷорӣ мешавад. Оксиген дар гидрогени хом бо гидроген таҳти таъсири катализатор барои ҳосил кардани об реаксия мекунад. Миқдори оксиген дар гидроген, ки аз баромадгоҳи поёнӣ ҷорӣ мешавад, метавонад то камтар аз 1ppm кам карда шавад. Обе, ки дар натиҷаи ин омезиш ба вуҷуд меояд, аз деоксидизатор дар шакли газӣ бо гази гидроген ҷорӣ мешавад, дар хунуккунандаи минбаъдаи гидроген конденсатсия мешавад, дар ҷудокунандаи ҳаво-об филтр карда мешавад ва аз система холӣ карда мешавад.
3. Принсипи кори хушкӣ
Хушк кардани гази гидроген усули адсорбсияро истифода мебарад ва аз ҷумбони молекулавӣ ҳамчун адсорбентҳо истифода мебарад. Пас аз хушк шудан, нуқтаи шабнами гази гидроген метавонад аз -70 ℃ пасттар шавад. Ҷумбони молекулавӣ як навъи пайвастагии алюминосиликатӣ бо шабакаи кубӣ мебошад, ки пас аз хушкшавӣ дар дохили он бисёр ковокиҳои якхела ба вуҷуд меорад ва масоҳати сатҳи хеле калон дорад. Ҷумбони молекулавӣ ҷумбони молекулавӣ номида мешавад, зеро онҳо метавонанд молекулаҳоро бо шаклҳо, диаметрҳо, қутбиятҳо, нуқтаҳои ҷӯшиш ва сатҳҳои сершавии гуногун ҷудо кунанд.
Об як молекулаи хеле қутбӣ аст ва ҷумбандаҳои молекулавӣ ба об майли қавӣ доранд. Адсорбсияи ҷумбандаҳои молекулавӣ адсорбсияи физикӣ аст ва вақте ки адсорбсия сер мешавад, пеш аз он ки дубора адсорбсия шавад, гарм шудан ва барқарор шудан муддати муайяне лозим аст. Аз ин рӯ, ҳадди аққал ду хушккунак дар дастгоҳи тозакунӣ мавҷуд аст, ки яке кор мекунад, дар ҳоле ки дигаре барқарор мешавад, то истеҳсоли пайвастаи гази гидрогени устувори нуқтаи шабнамро таъмин кунад.
Хушккунак сохтори силиндри дохилӣ ва берунӣ дорад, ки адсорбент байни силиндрҳои беруна ва дохилӣ бор карда шудааст. Қисмати гармидиҳии барқии аз таркиш муҳофизатшаванда дар дохили силиндри дохилӣ насб карда шудааст ва ду сенсори ҳарорат дар боло ва поёни бастабандии ҷумбони молекулавӣ ҷойгир шудаанд, то ҳарорати реаксияро муайян ва назорат кунанд. Силиндр бо қабати изолятсия печонида шудааст, то аз талафоти гармӣ пешгирӣ карда шавад ва сӯхтан пешгирӣ карда шавад. Ҷараёни ҳаво дар ҳолати адсорбсия (аз ҷумла ҳолатҳои кории аввалия ва дуюмдараҷа) ва ҳолати барқароршавӣ баръакс мешавад. Дар ҳолати адсорбсия, қубури болоӣ баромадгоҳи газ ва қубури поёнӣ даромадгоҳи газ мебошад. Дар ҳолати барқароршавӣ, қубури болоӣ даромадгоҳи газ ва қубури поёнӣ баромадгоҳи газ мебошад. Системаи хушккуниро вобаста ба шумораи хушккунакҳо ба ду хушккунаки бурҷӣ ва се хушккунаки бурҷӣ тақсим кардан мумкин аст.
4. Раванди ду бурҷ
Дар дастгоҳ ду хушккунак насб карда шудааст, ки дар давоми як давра (48 соат) иваз мешаванд ва барқарор мешаванд, то кори пайвастаи тамоми дастгоҳ таъмин карда шавад. Пас аз хушккунӣ, нуқтаи шабнами гидроген метавонад аз -60 ℃ пасттар шавад. Дар давоми як давраи корӣ (48 соат), хушккунакҳои A ва B мутаносибан аз ҳолати корӣ ва барқароршавӣ мегузаранд.
Дар як давраи гузариш, хушккунак ду ҳолатро аз сар мегузаронад: ҳолати корӣ ва ҳолати барқароршавӣ.
·Ҳолати барқароршавӣ: Ҳаҷми гази коркардшуда ҳаҷми пурраи газ аст. Ҳолати барқароршавӣ марҳилаи гармкунӣ ва марҳилаи хунуккунии дамкуниро дар бар мегирад;
1) Марҳилаи гармкунӣ – гармкунаки дохили хушккунак кор мекунад ва вақте ки ҳарорати болоӣ ба арзиши муқарраршуда мерасад ё вақти гармкунӣ ба арзиши муқарраршуда мерасад, гармкуниро ба таври худкор қатъ мекунад;
2) Марҳилаи хунуккунӣ – Пас аз он ки хушккунак гармкуниро қатъ мекунад, ҷараёни ҳаво дар роҳи аввалааш ба хушккунак мегузарад, то он даме ки хушккунак ба ҳолати корӣ мегузарад, онро хунук кунад.
·Ҳолати корӣ: Ҳаҷми ҳавои коркард бо иқтидори пурра кор мекунад ва гармкунаки дохили хушккунак кор намекунад.
5. Ҷараёни кори се бурҷ
Айни замон, раванди се бурҷӣ ба таври васеъ истифода мешавад. Дар дастгоҳ се хушккунак насб карда шудааст, ки дорои хушккунакҳо (ҷуброни молекулавӣ) бо иқтидори калони адсорбсия ва муқовимати хуби ҳарорат мебошанд. Се хушккунак байни кор, барқарорсозӣ ва адсорбсия иваз мешаванд, то кори пайвастаи тамоми дастгоҳ таъмин карда шавад. Пас аз хушккунӣ, нуқтаи шабнами гази гидроген метавонад аз -70 ℃ пасттар шавад.
Дар давраи гузариш, хушккунак аз се ҳолат мегузарад: кор, адсорбсия ва барқароршавӣ. Барои ҳар як ҳолат, аввалин хушккунаке, ки гази гидрогени хом пас аз деоксигенатсия, хунуккунӣ ва филтратсияи об ба он ворид мешавад, ҷойгир аст:
1) Ҳолати корӣ: Ҳаҷми гази коркард бо иқтидори пурра аст, гармкунаки дохили хушккунак кор намекунад ва муҳит гази гидрогени хом аст, ки хушк нашудааст;
Дуюм вуруди хушккунак дар суроғаи зерин ҷойгир аст:
2) Ҳолати барқароршавӣ: 20% ҳаҷми газ: Ҳолати барқароршавӣ марҳилаи гармкунӣ ва марҳилаи хунуккунии дамкуниро дар бар мегирад;
Марҳилаи гармкунӣ – гармкунаки дохили хушккунак кор мекунад ва вақте ки ҳарорати болоӣ ба арзиши муқарраршуда мерасад ё вақти гармкунӣ ба арзиши муқарраршуда мерасад, ба таври худкор гармкуниро қатъ мекунад;
Марҳилаи хунуккунӣ – Пас аз қатъ шудани гармкунии хушккунак, ҷараёни ҳаво дар роҳи аввала тавассути хушккунак ҷорӣ мешавад, то он даме ки хушккунак ба ҳолати корӣ гузарад, онро хунук кунад; Вақте ки хушккунак дар марҳилаи регенератсия қарор дорад, муҳит гази гидрогени хушки хушки хушкшуда мебошад;
Сеюм вуруди хушккунак дар суроғаи зерин ҷойгир аст:
3) Ҳолати адсорбсия: Ҳаҷми гази коркардшуда 20% -ро ташкил медиҳад, гармкунак дар хушккунак кор намекунад ва муҳит гази гидроген барои барқароршавӣ аст.
Вақти нашр: 19 декабри соли 2024
