Gyda'r ymgais fyd-eang gynyddol am ynni glân a datblygiad cynaliadwy, mae ynni hydrogen, fel cludwr ynni effeithlon a glân, yn raddol ddod i olwg pobl. Fel dolen allweddol yng nghadwyn y diwydiant ynni hydrogen, nid yn unig y mae technoleg puro hydrogen yn ymwneud â diogelwch a dibynadwyedd ynni hydrogen, ond mae hefyd yn effeithio'n uniongyrchol ar gwmpas y cymhwysiad a manteision economaidd ynni hydrogen.
1. Gofynion ar gyfer hydrogen cynnyrch
Mae gan hydrogen, fel deunydd crai cemegol a chludwr ynni, ofynion gwahanol ar gyfer purdeb a chynnwys amhuredd mewn gwahanol senarios cymhwysiad. Wrth gynhyrchu amonia synthetig, methanol a chynhyrchion cemegol eraill, er mwyn atal gwenwyno catalydd a sicrhau ansawdd cynnyrch, rhaid tynnu sylffidau a sylweddau gwenwynig eraill yn y nwy porthiant ymlaen llaw i leihau'r cynnwys amhuredd i fodloni'r gofynion. Mewn meysydd diwydiannol fel meteleg, cerameg, gwydr, a lled-ddargludyddion, mae nwy hydrogen yn dod i gysylltiad uniongyrchol â chynhyrchion, ac mae'r gofynion ar gyfer purdeb a chynnwys amhuredd yn fwy llym. Er enghraifft, yn y diwydiant lled-ddargludyddion, defnyddir hydrogen ar gyfer prosesau fel paratoi crisialau a swbstradau, ocsideiddio, anelio, ac ati, sydd â chyfyngiadau eithriadol o uchel ar amhureddau fel ocsigen, dŵr, hydrocarbonau trwm, hydrogen sylffid, ac ati mewn hydrogen.
2. Egwyddor weithredol dadocsigeniad
O dan weithred catalydd, gall ychydig bach o ocsigen mewn hydrogen adweithio â hydrogen i gynhyrchu dŵr, gan gyflawni pwrpas dadocsigenu. Mae'r adwaith yn adwaith ecsothermig, ac mae hafaliad yr adwaith fel a ganlyn:
2H₂+O₂ (catalydd) -2H₂ O+Q
Gan nad yw cyfansoddiad, priodweddau cemegol, ac ansawdd y catalydd ei hun yn newid cyn ac ar ôl yr adwaith, gellir defnyddio'r catalydd yn barhaus heb adfywio.
Mae gan y dadocsidydd strwythur silindr mewnol ac allanol, gyda'r catalydd wedi'i lwytho rhwng y silindrau allanol a mewnol. Mae'r gydran gwresogi trydan sy'n atal ffrwydrad wedi'i gosod y tu mewn i'r silindr mewnol, ac mae dau synhwyrydd tymheredd wedi'u lleoli ar frig a gwaelod y pecyn catalydd i ganfod a rheoli tymheredd yr adwaith. Mae'r silindr allanol wedi'i lapio â haen inswleiddio i atal colli gwres ac osgoi llosgiadau. Mae'r hydrogen crai yn mynd i mewn i'r silindr mewnol o fewnfa uchaf y dadocsidydd, yn cael ei gynhesu gan elfen wresogi drydan, ac yn llifo trwy wely'r catalydd o'r gwaelod i'r brig. Mae'r ocsigen yn yr hydrogen crai yn adweithio gyda'r hydrogen o dan weithred y catalydd i gynhyrchu dŵr. Gellir lleihau cynnwys ocsigen yr hydrogen sy'n llifo allan o'r allfa isaf i lai nag 1ppm. Mae'r dŵr a gynhyrchir gan y cyfuniad yn llifo allan o'r dadocsidydd ar ffurf nwyol gyda'r nwy hydrogen, yn cyddwyso yn yr oerydd hydrogen dilynol, yn hidlo yn y gwahanydd aer-dŵr, ac yn cael ei ryddhau o'r system.
3. Egwyddor gweithio sychder
Mae sychu nwy hydrogen yn mabwysiadu dull amsugno, gan ddefnyddio rhidyllau moleciwlaidd fel amsugnyddion. Ar ôl sychu, gall pwynt gwlith nwy hydrogen gyrraedd islaw -70 ℃. Mae rhidyll moleciwlaidd yn fath o gyfansoddyn alwminosilicad gyda dellt ciwbig, sy'n ffurfio llawer o geudodau o'r un maint y tu mewn ar ôl dadhydradu ac sydd ag arwynebedd mawr iawn. Gelwir rhidyllau moleciwlaidd yn rhidyllau moleciwlaidd oherwydd gallant wahanu moleciwlau â gwahanol siapiau, diamedrau, polareddau, berwbwyntiau a lefelau dirlawnder.
Mae dŵr yn foleciwl hynod begynol, ac mae gan ridyllau moleciwlaidd affinedd cryf at ddŵr. Mae amsugno ridyllau moleciwlaidd yn amsugno ffisegol, a phan fydd yr amsugno wedi'i ddirlawn, mae'n cymryd cyfnod o amser i gynhesu ac adfywio cyn y gellir ei amsugno eto. Felly, mae o leiaf ddau sychwr wedi'u cynnwys mewn dyfais buro, gydag un yn gweithio tra bod y llall yn adfywio, i sicrhau cynhyrchu nwy hydrogen sefydlog pwynt gwlith yn barhaus.
Mae gan y sychwr strwythur silindr mewnol ac allanol, gyda'r amsugnydd wedi'i lwytho rhwng y silindrau allanol a mewnol. Mae'r gydran gwresogi trydan sy'n atal ffrwydrad wedi'i gosod y tu mewn i'r silindr mewnol, ac mae dau synhwyrydd tymheredd wedi'u lleoli ar frig a gwaelod y pecyn rhidyll moleciwlaidd i ganfod a rheoli tymheredd yr adwaith. Mae'r silindr allanol wedi'i lapio â haen inswleiddio i atal colli gwres ac osgoi llosgiadau. Mae'r llif aer yn y cyflwr amsugno (gan gynnwys y cyflyrau gweithio cynradd ac eilaidd) a'r cyflwr adfywio yn cael ei wrthdroi. Yn y cyflwr amsugno, y bibell pen uchaf yw'r allfa nwy a'r bibell pen isaf yw'r fewnfa nwy. Yn y cyflwr adfywio, y bibell pen uchaf yw'r fewnfa nwy a'r bibell pen isaf yw'r allfa nwy. Gellir rhannu'r system sychu yn ddau sychwr tŵr a thri sychwr tŵr yn ôl nifer y sychwyr.
4. Proses dau dwr
Mae dau sychwr wedi'u gosod yn y ddyfais, sy'n newid ac yn adfywio o fewn un cylchred (48 awr) i sicrhau gweithrediad parhaus y ddyfais gyfan. Ar ôl sychu, gall pwynt gwlith hydrogen gyrraedd islaw -60 ℃. Yn ystod cylchred gweithio (48 awr), mae sychwyr A a B yn mynd trwy gyflyrau gweithio ac adfywio, yn y drefn honno.
Mewn un cylch newid, mae'r sychwr yn profi dau gyflwr: cyflwr gweithio a chyflwr adfywio.
·Cyflwr adfywio: Cyfaint nwy prosesu yw cyfaint nwy llawn. Mae'r cyflwr adfywio yn cynnwys cam gwresogi a cham oeri chwythu;
1) Cyfnod gwresogi – mae'r gwresogydd y tu mewn i'r sychwr yn gweithio, ac yn atal gwresogi'n awtomatig pan fydd y tymheredd uchaf yn cyrraedd y gwerth gosodedig neu pan fydd yr amser gwresogi yn cyrraedd y gwerth gosodedig;
2) Cyfnod oeri – Ar ôl i'r sychwr roi'r gorau i gynhesu, mae'r llif aer yn parhau i lifo trwy'r sychwr yn y llwybr gwreiddiol i'w oeri nes bod y sychwr yn newid i'r modd gweithio.
·Statws gweithio: Mae cyfaint yr aer prosesu ar ei gapasiti llawn, ac nid yw'r gwresogydd y tu mewn i'r sychwr yn gweithio.
5. Llif gwaith tri thŵr
Ar hyn o bryd, defnyddir y broses tair tŵr yn helaeth. Mae tri sychwr wedi'u gosod yn y ddyfais, sy'n cynnwys sychyddion (rhidyllau moleciwlaidd) gyda chynhwysedd amsugno mawr a gwrthiant tymheredd da. Mae tri sychwr yn newid rhwng gweithredu, adfywio ac amsugno i sicrhau gweithrediad parhaus y ddyfais gyfan. Ar ôl sychu, gall pwynt gwlith nwy hydrogen gyrraedd islaw -70 ℃.
Yn ystod cylch newid, mae'r sychwr yn mynd trwy dair cyflwr: gweithio, amsugno ac adfywio. Ar gyfer pob cyflwr, mae'r sychwr cyntaf lle mae'r nwy hydrogen crai yn mynd i mewn ar ôl dadocsigenu, oeri a hidlo dŵr wedi'i leoli:
1) Statws gweithio: Mae cyfaint y nwy prosesu ar ei gapasiti llawn, nid yw'r gwresogydd y tu mewn i'r sychwr yn gweithio, a'r cyfrwng yw nwy hydrogen crai nad yw wedi'i ddadhydradu;
Mae'r ail sychwr sy'n mynd i mewn wedi'i leoli yn:
2) Cyflwr adfywio: cyfaint nwy 20%: Mae cyflwr adfywio yn cynnwys cam gwresogi a cham oeri chwythu;
Cam gwresogi – mae'r gwresogydd y tu mewn i'r sychwr yn gweithio, ac yn atal gwresogi'n awtomatig pan fydd y tymheredd uchaf yn cyrraedd y gwerth gosodedig neu pan fydd yr amser gwresogi yn cyrraedd y gwerth gosodedig;
Cam oeri – Ar ôl i'r sychwr roi'r gorau i gynhesu, mae'r llif aer yn parhau i lifo trwy'r sychwr yn y llwybr gwreiddiol i'w oeri nes bod y sychwr yn newid i'r modd gweithio; Pan fydd y sychwr yn y cam adfywio, y cyfrwng yw nwy hydrogen sych dadhydradedig;
Mae'r trydydd sychwr sy'n mynd i mewn wedi'i leoli yn:
3) Cyflwr amsugno: Mae cyfaint nwy prosesu yn 20%, nid yw'r gwresogydd yn y sychwr yn gweithio, a'r cyfrwng yw nwy hydrogen ar gyfer adfywio.
Amser postio: 19 Rhagfyr 2024
