पाण्याच्या इलेक्ट्रोलिसिसद्वारे हायड्रोजनचे उत्पादन - तंत्रज्ञान आणि उपकरणे

पाण्याचे इलेक्ट्रोलिसिस ही एक भौतिक-रासायनिक प्रक्रिया आहे ज्यामध्ये थेट विद्युत प्रवाहाच्या प्रभावाखाली पाणी ऑक्सिजन आणि हायड्रोजनमध्ये विघटित होते. सेलसाठी डीसी व्होल्टेज, एक नियम म्हणून, तीन-चरण पर्यायी प्रवाहाच्या सुधारणेद्वारे प्राप्त केले जाते. इलेक्ट्रोलाइटिक सेलमध्ये, डिस्टिल्ड वॉटरचे इलेक्ट्रोलिसिस केले जाते, तर रासायनिक प्रतिक्रिया खालील सुप्रसिद्ध योजनेनुसार पुढे जाते: 2H2O + ऊर्जा -> 2H2 + O2.

पाण्याच्या रेणूंचे भागांमध्ये विभाजन केल्यामुळे, हायड्रोजन ऑक्सिजनच्या दुप्पट व्हॉल्यूमद्वारे प्राप्त होतो. वनस्पतीमधील वायू वापरण्यापूर्वी निर्जलीकरण आणि थंड केले जातात. आग टाळण्यासाठी डिव्हाइसचे आउटलेट पाईप्स नेहमी नॉन-रिटर्न व्हॉल्व्हसह संरक्षित केले जातात.

रचना स्वतः स्टील पाईप्स आणि जाड स्टील शीट्सची बनलेली आहे, ज्यामुळे संपूर्ण संरचनेला उच्च कडकपणा आणि यांत्रिक शक्ती मिळते. गॅस टाक्या दबाव चाचणी करणे आवश्यक आहे.

डिव्हाइसचे इलेक्ट्रॉनिक युनिट उत्पादन प्रक्रियेच्या सर्व टप्प्यांवर नियंत्रण ठेवते आणि ऑपरेटरला पॅनेल आणि प्रेशर गेजच्या पॅरामीटर्सचे परीक्षण करण्यास अनुमती देते, जे सुरक्षिततेची हमी देते. इलेक्ट्रोलिसिसची कार्यक्षमता अशी आहे की सुमारे 500 क्यूबिक मीटर दोन्ही वायू 500 मिली पाण्यातून सुमारे 4 kW/h विद्युत उर्जेच्या खर्चाने प्राप्त होतात.

हायड्रोजन उत्पादनाच्या इतर पद्धतींच्या तुलनेत, पाणी इलेक्ट्रोलिसिसचे अनेक फायदे आहेत. प्रथम, उपलब्ध कच्चा माल वापरला जातो - डिमिनरलाइज्ड पाणी आणि वीज. दुसरे, उत्पादनादरम्यान कोणतेही प्रदूषण उत्सर्जन होत नाही. तिसरे, प्रक्रिया पूर्णपणे स्वयंचलित आहे. शेवटी, आऊटपुट हे बऱ्यापैकी शुद्ध (99.99%) उत्पादन आहे.

म्हणूनच, इलेक्ट्रोलिसिस प्लांट्स आणि त्यांच्यापासून तयार केलेला हायड्रोजन आज अनेक उद्योगांमध्ये वापरला जातो: रासायनिक संश्लेषणात, धातूंच्या उष्णतेच्या उपचारांमध्ये, वनस्पती तेलांच्या उत्पादनात, काचेच्या उद्योगात, इलेक्ट्रॉनिक्समध्ये, विजेच्या शीतकरण प्रणालीमध्ये इ.

इलेक्ट्रोलिसिस प्लांटची मांडणी खालीलप्रमाणे केली आहे. बाहेर हायड्रोजन जनरेटर कंट्रोल पॅनल आहे. याव्यतिरिक्त, एक रेक्टिफायर, एक ट्रान्सफॉर्मर, एक वितरण प्रणाली, एक डिमिनेरलाइज्ड वॉटर सिस्टम आणि त्याच्या भरपाईसाठी एक ब्लॉक स्थापित केला आहे.

इलेक्ट्रोलाइटिक सेलमध्ये, कॅथोड प्लेटच्या बाजूला हायड्रोजन तयार होतो आणि एनोड बाजूला ऑक्सिजन तयार होतो. येथूनच वायू पेशी सोडतात. ते वेगळे केले जातात आणि सेपरेटरला दिले जातात, नंतर डिमिनेरलाइज्ड पाण्याने थंड केले जातात, नंतर द्रव अवस्थेपासून गुरुत्वाकर्षणाने वेगळे केले जातात. हायड्रोजन एका स्क्रबरकडे पाठवले जाते जेथे द्रवाचे थेंब गॅसमधून काढून कॉइलमध्ये थंड केले जातात.

शेवटी, हायड्रोजन फिल्टर केले जाते (विभाजकाच्या शीर्षस्थानी फिल्टर), जेथे पाण्याचे थेंब पूर्णपणे काढून टाकले जातात आणि कोरडे चेंबरमध्ये प्रवेश करतात. ऑक्सिजन सहसा वातावरणाकडे निर्देशित केला जातो. डिमिनेरलाइज्ड पाणी वॉशरमध्ये पंप केले जाते.

येथे, पाण्याची विद्युत चालकता वाढविण्यासाठी लाइचा वापर केला जातो. जर इलेक्ट्रोलायझरचे ऑपरेशन नेहमीप्रमाणे चालू राहिले तर द्रव वर्षातून एकदा थोड्या प्रमाणात टॉप अप केला जातो. सॉलिड पोटॅशियम हायड्रॉक्साईड दोन तृतीयांश डिमिनेरलाइज्ड पाण्याने भरलेल्या द्रव टाकीमध्ये ठेवले जाते, नंतर द्रावणात पंप केले जाते.

इलेक्ट्रोलायझरची वॉटर कूलिंग सिस्टम दोन उद्देश पूर्ण करते: ते द्रव 80-90 डिग्री सेल्सियस पर्यंत थंड करते आणि परिणामी वायूंना 40 डिग्री सेल्सियस पर्यंत थंड करते.

गॅस विश्लेषण प्रणाली हायड्रोजन नमुने घेते. सेपरेटरमधील लाइचे थेंब वेगळे केले जातात, गॅस विश्लेषकाला दिले जाते, दाब कमी केला जातो आणि हायड्रोजनमधील ऑक्सिजन सामग्री तपासली जाते. हायड्रोजन टाकीकडे निर्देशित करण्यापूर्वी, दवबिंदू हायग्रोमीटरमध्ये मोजला जातो. उत्पादित हायड्रोजन स्टोरेज टँकमध्ये पोहोचवण्यासाठी योग्य आहे की नाही, गॅस स्वीकृतीच्या अटी पूर्ण करतो की नाही हे ठरवण्यासाठी ऑपरेटरला किंवा संगणकाला सिग्नल पाठवला जाईल.

युनिटचे कामकाजाचा दाब स्वयंचलित नियंत्रण प्रणालीद्वारे नियंत्रित केला जातो. सेन्सरला इलेक्ट्रोलायझरमधील दाबाविषयी माहिती मिळते, त्यानंतर डेटा संगणकावर पाठविला जातो, जिथे त्याची सेट पॅरामीटर्सशी तुलना केली जाते. परिणाम नंतर 10 एमएच्या ऑर्डरवर सिग्नलमध्ये रूपांतरित केला जातो आणि ऑपरेटिंग दबाव पूर्वनिर्धारित स्तरावर राखला जातो.

युनिटचे ऑपरेटिंग तापमान वायवीय डायाफ्राम वाल्वद्वारे नियंत्रित केले जाते.संगणक तपमानाची सेटपॉईंटशी तुलना करेल आणि फरक योग्य सिग्नलमध्ये रूपांतरित होईल पीएलसी.

इलेक्ट्रोलायझरची सुरक्षा ब्लॉकिंग आणि अलार्म सिस्टमद्वारे सुनिश्चित केली जाते. हायड्रोजन गळती झाल्यास, डिटेक्टरद्वारे शोध स्वयंचलितपणे केला जातो. या प्रकरणात, प्रोग्राम ताबडतोब पिढी बंद करतो आणि खोलीला हवेशीर करण्यासाठी पंखा सुरू करतो. ऑपरेटरने पोर्टेबल लीक डिटेक्टर ठेवावा. या सर्व उपायांमुळे इलेक्ट्रोलायझर्सच्या ऑपरेशनमध्ये उच्च दर्जाची सुरक्षितता प्राप्त करणे शक्य होते.