ನೀರಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯಿಂದ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆ - ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ಮತ್ತು ಉಪಕರಣಗಳು

ನೀರಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯು ಭೌತ-ರಾಸಾಯನಿಕ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿದ್ದು, ಇದರಲ್ಲಿ ನೇರ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹದ ಪ್ರಭಾವದ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ನೀರು ಆಮ್ಲಜನಕ ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಆಗಿ ವಿಭಜನೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಕೋಶಕ್ಕೆ DC ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ನಿಯಮದಂತೆ, ಮೂರು-ಹಂತದ ಪರ್ಯಾಯ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಸರಿಪಡಿಸುವ ಮೂಲಕ ಪಡೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟಿಕ್ ಕೋಶದಲ್ಲಿ, ಬಟ್ಟಿ ಇಳಿಸಿದ ನೀರು ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಗೆ ಒಳಗಾಗುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಯು ಈ ಕೆಳಗಿನ ಪ್ರಸಿದ್ಧ ಯೋಜನೆಯ ಪ್ರಕಾರ ಮುಂದುವರಿಯುತ್ತದೆ: 2H2O + ಶಕ್ತಿ -> 2H2 + O2.

ನೀರಿನ ಅಣುಗಳ ಭಾಗಗಳಾಗಿ ವಿಭಜನೆಯ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ, ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನ್ನು ಆಮ್ಲಜನಕಕ್ಕಿಂತ ಎರಡು ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚು ಪರಿಮಾಣದಿಂದ ಪಡೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸಸ್ಯದಲ್ಲಿನ ಅನಿಲಗಳನ್ನು ಬಳಕೆಗೆ ಮೊದಲು ನಿರ್ಜಲೀಕರಣ ಮತ್ತು ತಂಪಾಗಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಬೆಂಕಿಯನ್ನು ತಡೆಗಟ್ಟಲು ಸಾಧನದ ಔಟ್ಲೆಟ್ ಪೈಪ್ಗಳನ್ನು ಯಾವಾಗಲೂ ಹಿಂತಿರುಗಿಸದ ಕವಾಟಗಳೊಂದಿಗೆ ರಕ್ಷಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ರಚನೆಯು ಸ್ವತಃ ಉಕ್ಕಿನ ಕೊಳವೆಗಳು ಮತ್ತು ದಪ್ಪ ಉಕ್ಕಿನ ಹಾಳೆಗಳಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ, ಇದು ಸಂಪೂರ್ಣ ರಚನೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿನ ಬಿಗಿತ ಮತ್ತು ಯಾಂತ್ರಿಕ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ. ಗ್ಯಾಸ್ ಟ್ಯಾಂಕ್ ಒತ್ತಡ ಪರೀಕ್ಷೆ ಮಾಡಬೇಕು.

ಸಾಧನದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಘಟಕವು ಉತ್ಪಾದನಾ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಎಲ್ಲಾ ಹಂತಗಳನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಪ್ಯಾನಲ್ ಮತ್ತು ಒತ್ತಡದ ಮಾಪಕಗಳ ನಿಯತಾಂಕಗಳನ್ನು ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆ ಮಾಡಲು ಆಪರೇಟರ್ ಅನ್ನು ಅನುಮತಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಸುರಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಖಾತರಿಪಡಿಸುತ್ತದೆ. ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯ ದಕ್ಷತೆಯು ಎರಡೂ ಅನಿಲಗಳ ಸುಮಾರು 500 ಘನ ಮೀಟರ್‌ಗಳನ್ನು 500 ಮಿಲಿ ನೀರಿನಿಂದ ಸುಮಾರು 4 kW / h ವಿದ್ಯುತ್ ಶಕ್ತಿಯ ವೆಚ್ಚದಲ್ಲಿ ಪಡೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯ ಇತರ ವಿಧಾನಗಳಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ, ನೀರಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯು ಹಲವಾರು ಪ್ರಯೋಜನಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಮೊದಲನೆಯದಾಗಿ, ಲಭ್ಯವಿರುವ ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ - ಖನಿಜೀಕರಿಸಿದ ನೀರು ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್. ಎರಡನೆಯದಾಗಿ, ಉತ್ಪಾದನೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಯಾವುದೇ ಮಾಲಿನ್ಯಕಾರಕ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಗಳಿಲ್ಲ. ಮೂರನೆಯದಾಗಿ, ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಸ್ವಯಂಚಾಲಿತವಾಗಿದೆ. ಅಂತಿಮವಾಗಿ, ಔಟ್ಪುಟ್ ಸಾಕಷ್ಟು ಶುದ್ಧ (99.99%) ಉತ್ಪನ್ನವಾಗಿದೆ.

ಆದ್ದರಿಂದ, ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯ ಸಸ್ಯಗಳು ಮತ್ತು ಅವುಗಳಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನ್ನು ಇಂದು ಅನೇಕ ಕೈಗಾರಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ: ರಾಸಾಯನಿಕ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯಲ್ಲಿ, ಲೋಹಗಳ ಶಾಖ ಚಿಕಿತ್ಸೆಯಲ್ಲಿ, ಸಸ್ಯಜನ್ಯ ಎಣ್ಣೆಗಳ ಉತ್ಪಾದನೆಯಲ್ಲಿ, ಗಾಜಿನ ಉದ್ಯಮದಲ್ಲಿ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ನಲ್ಲಿ, ವಿದ್ಯುತ್ನಲ್ಲಿ ತಂಪಾಗಿಸುವ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ, ಇತ್ಯಾದಿ.

ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯ ಸಸ್ಯವನ್ನು ಈ ಕೆಳಗಿನಂತೆ ಜೋಡಿಸಲಾಗಿದೆ. ಹೊರಗೆ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಜನರೇಟರ್ ನಿಯಂತ್ರಣ ಫಲಕವಿದೆ. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ರಿಕ್ಟಿಫೈಯರ್, ಟ್ರಾನ್ಸ್ಫಾರ್ಮರ್, ವಿತರಣಾ ವ್ಯವಸ್ಥೆ, ಡಿಮಿನರಲೈಸ್ಡ್ ವಾಟರ್ ಸಿಸ್ಟಮ್ ಮತ್ತು ಅದರ ಮರುಪೂರಣಕ್ಕಾಗಿ ಬ್ಲಾಕ್ ಅನ್ನು ಸ್ಥಾಪಿಸಲಾಗಿದೆ.

ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟಿಕ್ ಕೋಶದಲ್ಲಿ, ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಪ್ಲೇಟ್ ಬದಿಯಲ್ಲಿ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಆನೋಡ್ ಬದಿಯಲ್ಲಿ ಆಮ್ಲಜನಕವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇಲ್ಲಿಯೇ ಅನಿಲಗಳು ಜೀವಕೋಶವನ್ನು ಬಿಡುತ್ತವೆ. ಅವುಗಳನ್ನು ಬೇರ್ಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ವಿಭಜಕಕ್ಕೆ ನೀಡಲಾಗುತ್ತದೆ, ನಂತರ ಖನಿಜೀಕರಿಸಿದ ನೀರಿನಿಂದ ತಂಪಾಗುತ್ತದೆ, ನಂತರ ದ್ರವ ಹಂತದಿಂದ ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆಯಿಂದ ಬೇರ್ಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನ್ನು ಸ್ಕ್ರಬ್ಬರ್‌ಗೆ ಕಳುಹಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಅಲ್ಲಿ ದ್ರವದ ಹನಿಗಳನ್ನು ಅನಿಲದಿಂದ ತೆಗೆದುಹಾಕಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸುರುಳಿಯಲ್ಲಿ ತಂಪಾಗುತ್ತದೆ.

ಅಂತಿಮವಾಗಿ, ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನ್ನು ಫಿಲ್ಟರ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ (ವಿಭಜಕದ ಮೇಲ್ಭಾಗದಲ್ಲಿ ಫಿಲ್ಟರ್), ಅಲ್ಲಿ ನೀರಿನ ಹನಿಗಳು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಹೊರಹಾಕಲ್ಪಡುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಒಣಗಿಸುವ ಕೋಣೆಗೆ ಪ್ರವೇಶಿಸುತ್ತವೆ. ಆಮ್ಲಜನಕವನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ವಾತಾವರಣಕ್ಕೆ ನಿರ್ದೇಶಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಖನಿಜೀಕರಿಸಿದ ನೀರನ್ನು ತೊಳೆಯುವ ಯಂತ್ರಕ್ಕೆ ಪಂಪ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಇಲ್ಲಿ, ನೀರಿನ ವಿದ್ಯುತ್ ವಾಹಕತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಲೈ ಅನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಜರ್ನ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯು ಎಂದಿನಂತೆ ಮುಂದುವರಿದರೆ, ನಂತರ ದ್ರವವನ್ನು ವರ್ಷಕ್ಕೊಮ್ಮೆ ಸಣ್ಣ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ಮೇಲಕ್ಕೆತ್ತಲಾಗುತ್ತದೆ. ಘನ ಪೊಟ್ಯಾಸಿಯಮ್ ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸೈಡ್ ಅನ್ನು ಡಿಮಿನರಲೈಸ್ಡ್ ನೀರಿನಿಂದ ಮೂರನೇ ಎರಡರಷ್ಟು ದ್ರವದ ತೊಟ್ಟಿಯಲ್ಲಿ ಇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ನಂತರ ದ್ರಾವಣಕ್ಕೆ ಪಂಪ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಜರ್‌ನ ನೀರಿನ ತಂಪಾಗಿಸುವ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ಎರಡು ಉದ್ದೇಶಗಳನ್ನು ಪೂರೈಸುತ್ತದೆ: ಇದು ದ್ರವವನ್ನು 80-90 °C ಗೆ ತಂಪಾಗಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಅನಿಲಗಳನ್ನು 40 °C ಗೆ ತಂಪಾಗಿಸುತ್ತದೆ.

ಅನಿಲ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ವಿಭಜಕದಲ್ಲಿ ಲೈನ ಹನಿಗಳನ್ನು ಬೇರ್ಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಅನಿಲವನ್ನು ವಿಶ್ಲೇಷಕಕ್ಕೆ ನೀಡಲಾಗುತ್ತದೆ, ಒತ್ತಡವು ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ನ ಆಮ್ಲಜನಕದ ಅಂಶವನ್ನು ಪರಿಶೀಲಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನ್ನು ಟ್ಯಾಂಕ್‌ಗೆ ನಿರ್ದೇಶಿಸುವ ಮೊದಲು, ಇಬ್ಬನಿ ಬಿಂದುವನ್ನು ಹೈಗ್ರೋಮೀಟರ್‌ನಲ್ಲಿ ಅಳೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಉತ್ಪಾದಿಸಿದ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಶೇಖರಣಾ ತೊಟ್ಟಿಗೆ ತಲುಪಿಸಲು ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆಯೇ, ಅನಿಲವು ಸ್ವೀಕಾರ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ಪೂರೈಸುತ್ತದೆಯೇ ಎಂದು ನಿರ್ಧರಿಸಲು ಆಪರೇಟರ್‌ಗೆ ಅಥವಾ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ಗೆ ಸಂಕೇತವನ್ನು ಕಳುಹಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಘಟಕದ ಕೆಲಸದ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಸ್ವಯಂಚಾಲಿತ ನಿಯಂತ್ರಣ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಿಂದ ನಿಯಂತ್ರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸಂವೇದಕವು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಜರ್ನಲ್ಲಿನ ಒತ್ತಡದ ಬಗ್ಗೆ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಪಡೆಯುತ್ತದೆ, ಅದರ ನಂತರ ಡೇಟಾವನ್ನು ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ಗೆ ಕಳುಹಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಅಲ್ಲಿ ಅದನ್ನು ಸೆಟ್ ಪ್ಯಾರಾಮೀಟರ್ಗಳೊಂದಿಗೆ ಹೋಲಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ನಂತರ ಫಲಿತಾಂಶವನ್ನು 10 mA ನ ಕ್ರಮದಲ್ಲಿ ಸಂಕೇತವಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಕಾರ್ಯಾಚರಣಾ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಪೂರ್ವನಿರ್ಧರಿತ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ ನಿರ್ವಹಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಘಟಕದ ಕಾರ್ಯಾಚರಣಾ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ನ್ಯೂಮ್ಯಾಟಿಕ್ ಡಯಾಫ್ರಾಮ್ ಕವಾಟದಿಂದ ನಿಯಂತ್ರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಸೆಟ್‌ಪಾಯಿಂಟ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಹೋಲಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ವ್ಯತ್ಯಾಸವನ್ನು ಸೂಕ್ತವಾದ ಸಂಕೇತವಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ PLC.

ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಜರ್ನ ಸುರಕ್ಷತೆಯನ್ನು ತಡೆಯುವ ಮತ್ತು ಎಚ್ಚರಿಕೆಯ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಿಂದ ಖಾತ್ರಿಪಡಿಸಲಾಗಿದೆ. ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಸೋರಿಕೆಯ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, ಪತ್ತೆಕಾರಕಗಳಿಂದ ಸ್ವಯಂಚಾಲಿತವಾಗಿ ಪತ್ತೆ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, ಪ್ರೋಗ್ರಾಂ ತಕ್ಷಣವೇ ಪೀಳಿಗೆಯನ್ನು ಆಫ್ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಕೋಣೆಯನ್ನು ಗಾಳಿ ಮಾಡಲು ಫ್ಯಾನ್ ಅನ್ನು ಪ್ರಾರಂಭಿಸುತ್ತದೆ. ಆಪರೇಟರ್ ಪೋರ್ಟಬಲ್ ಲೀಕ್ ಡಿಟೆಕ್ಟರ್ ಅನ್ನು ಇಟ್ಟುಕೊಳ್ಳಬೇಕು. ಈ ಎಲ್ಲಾ ಕ್ರಮಗಳು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಜರ್‌ಗಳ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಮಟ್ಟದ ಸುರಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗಿಸುತ್ತದೆ.