ক্ষারীয় ইলেক্ট্রোলাইজার হাইড্রোজেন উৎপাদন প্রক্রিয়ায়, ইলেক্ট্রোলাইজারের গুণমান ছাড়াও, ডিভাইসটিকে কীভাবে স্থিতিশীলভাবে পরিচালনা করা যায়, যেখানে সেটিং এর লাই সঞ্চালনের পরিমাণও একটি গুরুত্বপূর্ণ প্রভাবক।
সম্প্রতি, চায়না ইন্ডাস্ট্রিয়াল গ্যাসেস অ্যাসোসিয়েশন হাইড্রোজেন প্রফেশনাল কমিটির সেফটি প্রোডাকশন টেকনোলজি এক্সচেঞ্জ মিটিংয়ে, হাইড্রোজেন ওয়াটার ইলেক্ট্রোলাইসিস হাইড্রোজেন অপারেশন অ্যান্ড রক্ষণাবেক্ষণ প্রোগ্রামের প্রধান হুয়াং লি, প্রকৃত পরীক্ষা এবং পরিচালনা এবং রক্ষণাবেক্ষণ প্রক্রিয়ায় হাইড্রোজেন এবং লাই সঞ্চালনের পরিমাণ নির্ধারণের বিষয়ে আমাদের অভিজ্ঞতা ভাগ করে নিয়েছেন।
নিচেরটি মূল কাগজ।
——————
জাতীয় দ্বৈত-কার্বন কৌশলের পটভূমিতে, অ্যালি হাইড্রোজেন এনার্জি টেকনোলজি কোং লিমিটেড, যা ২৫ বছর ধরে হাইড্রোজেন উৎপাদনে বিশেষজ্ঞ এবং হাইড্রোজেন শক্তির ক্ষেত্রে প্রথম জড়িত, সবুজ হাইড্রোজেন প্রযুক্তি এবং সরঞ্জামের বিকাশ সম্প্রসারণ শুরু করেছে, যার মধ্যে রয়েছে ইলেক্ট্রোলাইসিস ট্যাঙ্ক রানারের নকশা, সরঞ্জাম উত্পাদন, ইলেক্ট্রোড প্লেটিং, সেইসাথে ইলেক্ট্রোলাইসিস ট্যাঙ্ক পরীক্ষা এবং পরিচালনা এবং রক্ষণাবেক্ষণ।
একক্ষারীয় ইলেক্ট্রোলাইজারের কাজের নীতি
ইলেক্ট্রোলাইট ভরা একটি ইলেক্ট্রোলাইজারের মধ্য দিয়ে সরাসরি বিদ্যুৎ প্রবাহিত করার মাধ্যমে, জলের অণুগুলি ইলেক্ট্রোডের উপর তড়িৎ রাসায়নিকভাবে বিক্রিয়া করে হাইড্রোজেন এবং অক্সিজেনে পচে যায়। ইলেক্ট্রোলাইটের পরিবাহিতা বাড়ানোর জন্য, সাধারণ ইলেক্ট্রোলাইট হল একটি জলীয় দ্রবণ যার ঘনত্ব 30% পটাসিয়াম হাইড্রোক্সাইড বা 25% সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড।
ইলেক্ট্রোলাইজারে বেশ কয়েকটি ইলেক্ট্রোলাইটিক কোষ থাকে। প্রতিটি ইলেক্ট্রোলাইসিস চেম্বারে ক্যাথোড, অ্যানোড, ডায়াফ্রাম এবং ইলেক্ট্রোলাইট থাকে। ডায়াফ্রামের প্রধান কাজ হল গ্যাসের প্রবেশ রোধ করা। ইলেক্ট্রোলাইজারের নীচের অংশে একটি সাধারণ ইনলেট এবং আউটলেট থাকে, যা ক্ষার এবং অক্সি-ক্ষারীয় প্রবাহ চ্যানেলের গ্যাস-তরল মিশ্রণের উপরের অংশ। একটি নির্দিষ্ট ভোল্টেজের সরাসরি প্রবাহে প্রবেশ করে, যখন ভোল্টেজ পানির তাত্ত্বিক পচন ভোল্টেজ 1.23v এবং তাপীয় নিরপেক্ষ ভোল্টেজ 1.48V একটি নির্দিষ্ট মানের উপরে অতিক্রম করে, তখন ইলেক্ট্রোড এবং তরল ইন্টারফেস রেডক্স বিক্রিয়া ঘটে, জল হাইড্রোজেন এবং অক্সিজেনে পচে যায়।
দুই কীভাবে লাই সঞ্চালিত হয়
১️⃣হাইড্রোজেন, অক্সিজেন সাইড লাই মিশ্র চক্র
এই ধরণের সঞ্চালনে, লাই হাইড্রোজেন বিভাজক এবং অক্সিজেন বিভাজকের নীচে সংযোগকারী পাইপের মাধ্যমে লাই সঞ্চালন পাম্পে প্রবেশ করে এবং তারপর ঠান্ডা এবং ফিল্টার করার পরে ইলেক্ট্রোলাইজারের ক্যাথোড এবং অ্যানোড চেম্বারে প্রবেশ করে। মিশ্র সঞ্চালনের সুবিধাগুলি হল সরল গঠন, সংক্ষিপ্ত প্রক্রিয়া, কম খরচ, এবং ইলেক্ট্রোলাইজারের ক্যাথোড এবং অ্যানোড চেম্বারে একই আকারের লাই সঞ্চালন নিশ্চিত করতে পারে; অসুবিধা হল যে একদিকে, এটি হাইড্রোজেন এবং অক্সিজেনের বিশুদ্ধতাকে প্রভাবিত করতে পারে, এবং অন্যদিকে, এটি হাইড্রোজেন-অক্সিজেন বিভাজকের স্তরকে সামঞ্জস্যের বাইরে নিয়ে যেতে পারে, যার ফলে হাইড্রোজেন-অক্সিজেন মিশ্রণের ঝুঁকি বেড়ে যেতে পারে। বর্তমানে, লাই মিশ্রণ চক্রের হাইড্রোজেন-অক্সিজেন দিকটি সবচেয়ে সাধারণ প্রক্রিয়া।
২️⃣ হাইড্রোজেন এবং অক্সিজেন পার্শ্ব লাইয়ের পৃথক সঞ্চালন
এই ধরণের সঞ্চালনের জন্য দুটি লাই সঞ্চালন পাম্প, অর্থাৎ দুটি অভ্যন্তরীণ সঞ্চালনের প্রয়োজন হয়। হাইড্রোজেন বিভাজকের নীচের লাই হাইড্রোজেন-সাইড সঞ্চালন পাম্পের মধ্য দিয়ে যায়, ঠান্ডা এবং ফিল্টার করা হয় এবং তারপর ইলেক্ট্রোলাইজারের ক্যাথোড চেম্বারে প্রবেশ করে; অক্সিজেন বিভাজকের নীচের লাই অক্সিজেন-সাইড সঞ্চালন পাম্পের মধ্য দিয়ে যায়, ঠান্ডা এবং ফিল্টার করা হয় এবং তারপর ইলেক্ট্রোলাইজারের অ্যানোড চেম্বারে প্রবেশ করে। লাইয়ের স্বাধীন সঞ্চালনের সুবিধা হল যে তড়িৎ বিশ্লেষণ দ্বারা উৎপাদিত হাইড্রোজেন এবং অক্সিজেন উচ্চ বিশুদ্ধতা সম্পন্ন, যা হাইড্রোজেন এবং অক্সিজেন বিভাজক মিশ্রিত হওয়ার ঝুঁকি শারীরিকভাবে এড়ায়; অসুবিধা হল যে গঠন এবং প্রক্রিয়া জটিল এবং ব্যয়বহুল, এবং উভয় পক্ষের পাম্পের প্রবাহ হার, মাথা, শক্তি এবং অন্যান্য পরামিতিগুলির সামঞ্জস্য নিশ্চিত করাও প্রয়োজনীয়, যা অপারেশনের জটিলতা বৃদ্ধি করে এবং সিস্টেমের উভয় পক্ষের স্থিতিশীলতা নিয়ন্ত্রণের প্রয়োজনীয়তার দিকে এগিয়ে যায়।
ইলেক্ট্রোলাইটিক জল দ্বারা হাইড্রোজেন উৎপাদনের উপর লাইয়ের সঞ্চালন প্রবাহ হারের তিনটি প্রভাব এবং ইলেক্ট্রোলাইজারের কাজের অবস্থা
১️⃣ লাইয়ের অত্যধিক সঞ্চালন
(১) হাইড্রোজেন এবং অক্সিজেন বিশুদ্ধতার উপর প্রভাব
লাইতে হাইড্রোজেন এবং অক্সিজেনের একটি নির্দিষ্ট দ্রাব্যতা থাকার কারণে, সঞ্চালনের পরিমাণ খুব বেশি হয় যার ফলে দ্রবীভূত হাইড্রোজেন এবং অক্সিজেনের মোট পরিমাণ বৃদ্ধি পায় এবং লাইয়ের সাথে প্রতিটি চেম্বারে প্রবেশ করে, যার ফলে ইলেক্ট্রোলাইজারের আউটলেটে হাইড্রোজেন এবং অক্সিজেনের বিশুদ্ধতা হ্রাস পায়; সঞ্চালনের পরিমাণ খুব বেশি হয় যার ফলে হাইড্রোজেন এবং অক্সিজেন তরল বিভাজকের ধারণ সময় খুব কম হয়, এবং যে গ্যাস সম্পূর্ণরূপে পৃথক করা হয়নি তা লাইয়ের সাথে ইলেক্ট্রোলাইজারের অভ্যন্তরে ফিরিয়ে আনা হয়, যা ইলেক্ট্রোলাইজারের তড়িৎ রাসায়নিক বিক্রিয়ার দক্ষতা এবং হাইড্রোজেন এবং অক্সিজেনের বিশুদ্ধতাকে প্রভাবিত করে এবং আরও এটি ইলেক্ট্রোলাইজারে তড়িৎ রাসায়নিক বিক্রিয়ার দক্ষতা এবং হাইড্রোজেন এবং অক্সিজেনের বিশুদ্ধতাকে প্রভাবিত করবে এবং হাইড্রোজেন এবং অক্সিজেন পরিশোধন সরঞ্জামের ডিহাইড্রোজেনেট এবং ডিঅক্সিজেনেট করার ক্ষমতাকে আরও প্রভাবিত করবে, যার ফলে হাইড্রোজেন এবং অক্সিজেন পরিশোধনের খারাপ প্রভাব পড়বে এবং পণ্যের গুণমান প্রভাবিত হবে।
(২) ট্যাঙ্কের তাপমাত্রার উপর প্রভাব
লাই কুলারের আউটলেট তাপমাত্রা অপরিবর্তিত থাকলে, অত্যধিক লাই প্রবাহ ইলেক্ট্রোলাইজার থেকে আরও তাপ কেড়ে নেবে, যার ফলে ট্যাঙ্কের তাপমাত্রা কমে যাবে এবং শক্তি বৃদ্ধি পাবে।
(3) বর্তমান এবং ভোল্টেজের উপর প্রভাব
লাইয়ের অত্যধিক সঞ্চালন কারেন্ট এবং ভোল্টেজের স্থিতিশীলতার উপর প্রভাব ফেলবে। অতিরিক্ত তরল প্রবাহ কারেন্ট এবং ভোল্টেজের স্বাভাবিক ওঠানামাকে ব্যাহত করবে, যার ফলে কারেন্ট এবং ভোল্টেজ সহজে স্থিতিশীল হবে না, যার ফলে রেক্টিফায়ার ক্যাবিনেট এবং ট্রান্সফরমারের কাজের অবস্থায় ওঠানামা হবে এবং এর ফলে হাইড্রোজেনের উৎপাদন এবং গুণমান প্রভাবিত হবে।
(৪) শক্তি খরচ বৃদ্ধি
অতিরিক্ত লাই সঞ্চালনের ফলে শক্তি খরচ বৃদ্ধি, পরিচালন খরচ বৃদ্ধি এবং সিস্টেমের শক্তি দক্ষতা হ্রাস পেতে পারে। প্রধানত সহায়ক শীতল জলের অভ্যন্তরীণ সঞ্চালন ব্যবস্থা এবং বহিরাগত সঞ্চালন স্প্রে এবং ফ্যান, ঠান্ডা জলের লোড ইত্যাদি বৃদ্ধির ফলে, যাতে বিদ্যুৎ খরচ বৃদ্ধি পায়, মোট শক্তি খরচ বৃদ্ধি পায়।
(৫) সরঞ্জামের ব্যর্থতার কারণ
অতিরিক্ত লাই সঞ্চালনের ফলে লাই সঞ্চালন পাম্পের উপর লোড বৃদ্ধি পায়, যা ইলেক্ট্রোলাইজারে প্রবাহ হার, চাপ এবং তাপমাত্রার ওঠানামার সাথে মিলে যায়, যা ইলেক্ট্রোলাইজারের ভিতরের ইলেক্ট্রোড, ডায়াফ্রাম এবং গ্যাসকেটগুলিকে প্রভাবিত করে, যার ফলে সরঞ্জামের ত্রুটি বা ক্ষতি হতে পারে এবং রক্ষণাবেক্ষণ ও মেরামতের কাজের চাপ বৃদ্ধি পেতে পারে।
২️⃣লাই সঞ্চালন খুব কম
(১) ট্যাঙ্কের তাপমাত্রার উপর প্রভাব
যখন লাইয়ের সঞ্চালন পরিমাণ অপর্যাপ্ত হয়, তখন ইলেক্ট্রোলাইজারের তাপ সময়মতো অপসারণ করা যায় না, যার ফলে তাপমাত্রা বৃদ্ধি পায়। উচ্চ তাপমাত্রার পরিবেশ গ্যাস পর্যায়ে পানির স্যাচুরেটেড বাষ্পের চাপ বৃদ্ধি করে এবং পানির পরিমাণ বৃদ্ধি করে। যদি পানি পর্যাপ্ত পরিমাণে ঘনীভূত করা না যায়, তাহলে এটি পরিশোধন ব্যবস্থার বোঝা বৃদ্ধি করবে এবং পরিশোধন প্রভাবকে প্রভাবিত করবে এবং এটি অনুঘটক এবং শোষণকারীর প্রভাব এবং আয়ুষ্কালকেও প্রভাবিত করবে।
(২) ডায়াফ্রামের জীবনের উপর প্রভাব
ক্রমাগত উচ্চ তাপমাত্রার পরিবেশ ডায়াফ্রামের বার্ধক্যকে ত্বরান্বিত করবে, এর কর্মক্ষমতা হ্রাস পাবে বা এমনকি ফেটে যাবে, হাইড্রোজেন এবং অক্সিজেনের উভয় পাশে ডায়াফ্রামের পারস্পরিক ব্যাপ্তিযোগ্যতা সৃষ্টি করা সহজ হবে, যা হাইড্রোজেন এবং অক্সিজেনের বিশুদ্ধতাকে প্রভাবিত করবে। যখন পারস্পরিক অনুপ্রবেশ বিস্ফোরণের নিম্ন সীমার কাছাকাছি চলে যায়, তখন ইলেক্ট্রোলাইজারের বিপদের সম্ভাবনা অনেক বেড়ে যায়। একই সময়ে, ক্রমাগত উচ্চ তাপমাত্রা সিলিং গ্যাসকেটের ফুটো ক্ষতির কারণ হবে, যার ফলে এর পরিষেবা জীবন সংক্ষিপ্ত হবে।
(3) ইলেকট্রোডের উপর প্রভাব
যদি লাইয়ের সঞ্চালনের পরিমাণ খুব কম হয়, তাহলে উৎপাদিত গ্যাস দ্রুত ইলেক্ট্রোডের সক্রিয় কেন্দ্র থেকে বেরিয়ে যেতে পারে না এবং তড়িৎ বিশ্লেষণের দক্ষতা প্রভাবিত হয়; যদি ইলেক্ট্রোড ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল বিক্রিয়া সম্পাদনের জন্য লাইয়ের সাথে সম্পূর্ণরূপে যোগাযোগ করতে না পারে, তাহলে আংশিক স্রাব অস্বাভাবিকতা এবং শুষ্ক জ্বলন ঘটবে, যা ইলেক্ট্রোডের উপর অনুঘটকের ঝরে পড়াকে ত্বরান্বিত করবে।
(৪) কোষের ভোল্টেজের উপর প্রভাব
সঞ্চালিত লাইয়ের পরিমাণ খুব কম, কারণ ইলেক্ট্রোডের সক্রিয় কেন্দ্রে উৎপন্ন হাইড্রোজেন এবং অক্সিজেন বুদবুদগুলি সময়মতো সরিয়ে নেওয়া যায় না এবং ইলেক্ট্রোলাইটে দ্রবীভূত গ্যাসের পরিমাণ বৃদ্ধি পায়, যার ফলে ছোট চেম্বারের ভোল্টেজ বৃদ্ধি পায় এবং বিদ্যুৎ খরচ বৃদ্ধি পায়।
সর্বোত্তম লাই সঞ্চালন প্রবাহ হার নির্ধারণের জন্য চারটি পদ্ধতি
উপরোক্ত সমস্যাগুলি সমাধানের জন্য, সংশ্লিষ্ট ব্যবস্থা গ্রহণ করা প্রয়োজন, যেমন নিয়মিতভাবে লাই সঞ্চালন ব্যবস্থা পরীক্ষা করা যাতে এটির স্বাভাবিক কার্যকারিতা নিশ্চিত করা যায়; ইলেক্ট্রোলাইজারের চারপাশে ভাল তাপ অপচয় পরিস্থিতি বজায় রাখা; এবং প্রয়োজনে ইলেক্ট্রোলাইজারের অপারেটিং পরামিতিগুলি সামঞ্জস্য করা, যাতে খুব বেশি বা খুব কম পরিমাণে লাই সঞ্চালনের ঘটনা এড়ানো যায়।
ইলেক্ট্রোলাইজারের আকার, চেম্বারের সংখ্যা, অপারেটিং চাপ, বিক্রিয়ার তাপমাত্রা, তাপ উৎপাদন, লাই ঘনত্ব, লাই কুলার, হাইড্রোজেন-অক্সিজেন বিভাজক, বর্তমান ঘনত্ব, গ্যাসের বিশুদ্ধতা এবং অন্যান্য প্রয়োজনীয়তা, সরঞ্জাম এবং পাইপিং স্থায়িত্ব এবং অন্যান্য কারণের মতো নির্দিষ্ট ইলেক্ট্রোলাইজার প্রযুক্তিগত পরামিতিগুলির উপর ভিত্তি করে সর্বোত্তম লাই সঞ্চালন প্রবাহ হার নির্ধারণ করা প্রয়োজন।
প্রযুক্তিগত পরামিতি মাত্রা:
আকার 4800x2240x2281 মিমি
মোট ওজন ৪০৭০০ কেজি
কার্যকর চেম্বারের আকার ১৮৩০, চেম্বারের সংখ্যা ২৩৮个
ইলেক্ট্রোলাইজার কারেন্ট ঘনত্ব 5000A/m²
অপারেটিং চাপ 1.6Mpa
প্রতিক্রিয়া তাপমাত্রা 90 ℃ ± 5 ℃
ইলেক্ট্রোলাইজার পণ্যের একক সেট হাইড্রোজেন আয়তন 1300Nm³/ঘন্টা
পণ্য অক্সিজেন 650Nm³/ঘন্টা
সরাসরি বর্তমান n13100A, ডিসি ভোল্টেজ 480V
লাই কুলার Φ৭০০x৪২৪৪ মিমি
তাপ বিনিময় এলাকা ৮৮.২ বর্গমিটার
হাইড্রোজেন এবং অক্সিজেন বিভাজক Φ১৩০০x৩৯১৬ মিমি
অক্সিজেন বিভাজক Φ১৩০০x৩৯১৬ মিমি
পটাসিয়াম হাইড্রক্সাইড দ্রবণের ঘনত্ব 30%
বিশুদ্ধ জল প্রতিরোধের মান >5MΩ·সেমি
পটাসিয়াম হাইড্রোক্সাইড দ্রবণ এবং ইলেক্ট্রোলাইজারের মধ্যে সম্পর্ক:
বিশুদ্ধ জলকে পরিবাহী করে, হাইড্রোজেন এবং অক্সিজেন বের করে আনে এবং তাপ কেড়ে নেয়। শীতল জলের প্রবাহ লাইয়ের তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ করতে ব্যবহৃত হয় যাতে ইলেক্ট্রোলাইজার বিক্রিয়ার তাপমাত্রা তুলনামূলকভাবে স্থিতিশীল থাকে এবং ইলেক্ট্রোলাইজারের তাপ উৎপাদন এবং শীতল জলের প্রবাহ সিস্টেমের তাপ ভারসাম্যের সাথে মিলে সর্বোত্তম কার্যক্ষম অবস্থা এবং সর্বাধিক শক্তি-সাশ্রয়ী অপারেটিং পরামিতি অর্জনের জন্য ব্যবহৃত হয়।
প্রকৃত ক্রিয়াকলাপের উপর ভিত্তি করে:
60m³/ঘণ্টায় লাই সঞ্চালনের পরিমাণ নিয়ন্ত্রণ,
শীতল জলের প্রবাহ প্রায় 95% এ খোলে,
পূর্ণ লোডে ইলেক্ট্রোলাইজারের বিক্রিয়ার তাপমাত্রা 90°C এ নিয়ন্ত্রিত হয়,
সর্বোত্তম অবস্থায় থাকা ইলেক্ট্রোলাইজার ডিসি বিদ্যুৎ খরচ হল ৪.৫৬ kWh/Nm³H₂।
পাঁচসারসংক্ষেপ করা
সংক্ষেপে বলতে গেলে, জল তড়িৎ বিশ্লেষণের মাধ্যমে হাইড্রোজেন উৎপাদন প্রক্রিয়ায় লাইয়ের সঞ্চালনের পরিমাণ একটি গুরুত্বপূর্ণ পরামিতি, যা গ্যাসের বিশুদ্ধতা, চেম্বারের ভোল্টেজ, ইলেক্ট্রোলাইজারের তাপমাত্রা এবং অন্যান্য পরামিতিগুলির সাথে সম্পর্কিত। ট্যাঙ্কে লাই প্রতিস্থাপনের সময় 2~4 বার/ঘন্টা/মিনিট হারে সঞ্চালনের পরিমাণ নিয়ন্ত্রণ করা উপযুক্ত। লাইয়ের সঞ্চালনের পরিমাণ কার্যকরভাবে নিয়ন্ত্রণ করে, এটি দীর্ঘ সময়ের জন্য জল তড়িৎ বিশ্লেষণ হাইড্রোজেন উৎপাদন সরঞ্জামের স্থিতিশীল এবং নিরাপদ অপারেশন নিশ্চিত করে।
ক্ষারীয় ইলেক্ট্রোলাইজারে জলের তড়িৎ বিশ্লেষণের মাধ্যমে হাইড্রোজেন উৎপাদন প্রক্রিয়ায়, কাজের অবস্থার পরামিতিগুলির অপ্টিমাইজেশন এবং ইলেক্ট্রোলাইজার রানার ডিজাইন, ইলেক্ট্রোড উপাদান এবং ডায়াফ্রাম উপাদান নির্বাচনের সাথে মিলিত হয়ে কারেন্ট বৃদ্ধি, ট্যাঙ্কের ভোল্টেজ হ্রাস এবং শক্তি খরচ সাশ্রয়ের মূল চাবিকাঠি।
——যোগাযোগ করুন——
টেলিফোন: +৮৬ ০২৮ ৬২৫৯ ০০৮০
ফ্যাক্স: +৮৬ ০২৮ ৬২৫৯ ০১০০
E-mail: tech@allygas.com
পোস্টের সময়: জানুয়ারী-০৯-২০২৫
