પાણીના વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ દ્વારા હાઇડ્રોજનનું ઉત્પાદન - ટેકનોલોજી અને સાધનો

પાણીનું વિદ્યુત વિચ્છેદન એ એક ભૌતિક-રાસાયણિક પ્રક્રિયા છે જેમાં સીધા વિદ્યુત પ્રવાહના પ્રભાવ હેઠળ ઓક્સિજન અને હાઇડ્રોજનમાં પાણીનું વિઘટન થાય છે. કોષ માટે ડીસી વોલ્ટેજ, નિયમ તરીકે, ત્રણ તબક્કાના વૈકલ્પિક પ્રવાહના સુધારણા દ્વારા મેળવવામાં આવે છે. ઇલેક્ટ્રોલિટીક કોષમાં, નિસ્યંદિત પાણી વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણમાંથી પસાર થાય છે, જ્યારે રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા નીચેની જાણીતી યોજના અનુસાર આગળ વધે છે: 2H2O + energy -> 2H2 + O2.

ભાગોમાં પાણીના અણુઓના વિભાજનના પરિણામે, હાઇડ્રોજન ઓક્સિજન કરતાં બમણું વોલ્યુમ દ્વારા મેળવવામાં આવે છે. પ્લાન્ટમાં રહેલા વાયુઓ ઉપયોગ કરતા પહેલા નિર્જલીકૃત અને ઠંડુ થાય છે. આગને રોકવા માટે ઉપકરણની આઉટલેટ પાઈપો હંમેશા નોન-રીટર્ન વાલ્વથી સુરક્ષિત રહે છે.

માળખું પોતે સ્ટીલ પાઈપો અને જાડા સ્ટીલ શીટ્સથી બનેલું છે, જે સમગ્ર માળખાને ઉચ્ચ કઠોરતા અને યાંત્રિક શક્તિ આપે છે. ગેસ ટાંકીઓનું દબાણ પરીક્ષણ કરવું આવશ્યક છે.

ઉપકરણનું ઇલેક્ટ્રોનિક એકમ ઉત્પાદન પ્રક્રિયાના તમામ તબક્કાઓને નિયંત્રિત કરે છે અને ઓપરેટરને પેનલ અને દબાણ ગેજના પરિમાણોને મોનિટર કરવાની મંજૂરી આપે છે, જે સલામતીની ખાતરી આપે છે. વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણની કાર્યક્ષમતા એવી છે કે લગભગ 4 kW/h વિદ્યુત ઊર્જાના ખર્ચે 500 ml પાણીમાંથી લગભગ 500 ઘન મીટર બંને વાયુઓ મેળવવામાં આવે છે.

હાઇડ્રોજન ઉત્પાદનની અન્ય પદ્ધતિઓની તુલનામાં, પાણીના વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણના ઘણા ફાયદા છે. પ્રથમ, ઉપલબ્ધ કાચા માલનો ઉપયોગ થાય છે - ડિમિનરલાઈઝ્ડ પાણી અને વીજળી. બીજું, ઉત્પાદન દરમિયાન કોઈ પ્રદૂષિત ઉત્સર્જન થતું નથી. ત્રીજું, પ્રક્રિયા સંપૂર્ણપણે સ્વચાલિત છે. છેલ્લે, આઉટપુટ એકદમ શુદ્ધ (99.99%) ઉત્પાદન છે.

તેથી, વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ છોડ અને તેમાંથી ઉત્પાદિત હાઇડ્રોજન આજે ઘણા ઉદ્યોગોમાં વપરાય છે: રાસાયણિક સંશ્લેષણમાં, ધાતુઓની ગરમીની સારવારમાં, વનસ્પતિ તેલના ઉત્પાદનમાં, કાચ ઉદ્યોગમાં, ઇલેક્ટ્રોનિક્સમાં, વીજળીમાં ઠંડક પ્રણાલીમાં વગેરે.

વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ પ્લાન્ટ નીચે પ્રમાણે ગોઠવાયેલ છે. બહાર હાઇડ્રોજન જનરેટર કંટ્રોલ પેનલ છે. આ ઉપરાંત, એક રેક્ટિફાયર, એક ટ્રાન્સફોર્મર, એક વિતરણ વ્યવસ્થા, એક ડિમિનરલાઈઝ્ડ વોટર સિસ્ટમ અને તેની ભરપાઈ માટે બ્લોક સ્થાપિત કરવામાં આવ્યા છે.

ઇલેક્ટ્રોલિટીક કોષમાં, હાઇડ્રોજન કેથોડ પ્લેટ બાજુ પર ઉત્પન્ન થાય છે અને ઓક્સિજન એનોડ બાજુ પર ઉત્પન્ન થાય છે. આ તે છે જ્યાં વાયુઓ સેલ છોડે છે. તેમને અલગ કરીને વિભાજકને ખવડાવવામાં આવે છે, પછી ડિમિનરલાઈઝ્ડ પાણીથી ઠંડુ કરવામાં આવે છે, પછી પ્રવાહી તબક્કામાંથી ગુરુત્વાકર્ષણ દ્વારા અલગ કરવામાં આવે છે. હાઇડ્રોજનને સ્ક્રબરમાં મોકલવામાં આવે છે જ્યાં ગેસમાંથી પ્રવાહી ટીપાં દૂર કરવામાં આવે છે અને કોઇલમાં ઠંડુ કરવામાં આવે છે.

અંતે, હાઇડ્રોજન ફિલ્ટર કરવામાં આવે છે (વિભાજકની ટોચ પર ફિલ્ટર), જ્યાં પાણીના ટીપાં સંપૂર્ણપણે નાબૂદ થાય છે, અને સૂકવણી ચેમ્બરમાં પ્રવેશ કરે છે. ઓક્સિજન સામાન્ય રીતે વાતાવરણ તરફ નિર્દેશિત થાય છે. ડિમિનરલાઇઝ્ડ પાણીને વોશરમાં પમ્પ કરવામાં આવે છે.

અહીં, લાઇનો ઉપયોગ પાણીની વિદ્યુત વાહકતા વધારવા માટે થાય છે. જો ઈલેક્ટ્રોલાઈઝરની કામગીરી હંમેશની જેમ ચાલુ રહે, તો પ્રવાહીને વર્ષમાં એક વાર થોડી માત્રામાં ટોપઅપ કરવામાં આવે છે. સોલિડ પોટેશિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ પ્રવાહી ટાંકીમાં બે તૃતીયાંશ ડિમિનરલાઇઝ્ડ પાણીથી ભરેલું હોય છે, પછી તેને દ્રાવણમાં પમ્પ કરવામાં આવે છે.

ઇલેક્ટ્રોલાઈઝરની વોટર કૂલિંગ સિસ્ટમ બે હેતુઓ પૂરી પાડે છે: તે પ્રવાહીને 80-90 °C સુધી ઠંડુ કરે છે અને પરિણામી વાયુઓને 40 °C સુધી ઠંડુ કરે છે.

ગેસ વિશ્લેષણ સિસ્ટમ હાઇડ્રોજન નમૂનાઓ લે છે. વિભાજકમાં લાઇના ટીપાંને અલગ કરવામાં આવે છે, વિશ્લેષકને ગેસ આપવામાં આવે છે, દબાણ ઓછું થાય છે, અને હાઇડ્રોજનની ઓક્સિજન સામગ્રી તપાસવામાં આવે છે. હાઇડ્રોજનને ટાંકી તરફ નિર્દેશિત કરવામાં આવે તે પહેલાં, ઝાકળ બિંદુને હાઇગ્રોમીટરમાં માપવામાં આવે છે. ઉત્પાદિત હાઇડ્રોજન સ્ટોરેજ ટાંકી સુધી પહોંચાડવા માટે યોગ્ય છે કે કેમ, ગેસ સ્વીકૃતિની શરતોને પૂર્ણ કરે છે કે કેમ તે નક્કી કરવા માટે ઓપરેટરને અથવા કમ્પ્યુટરને સિગ્નલ મોકલવામાં આવશે.

એકમના કાર્યકારી દબાણને સ્વચાલિત નિયંત્રણ સિસ્ટમ દ્વારા નિયંત્રિત કરવામાં આવે છે. સેન્સર ઇલેક્ટ્રોલાઇઝરમાં દબાણ વિશે માહિતી મેળવે છે, જેના પછી ડેટા કમ્પ્યુટર પર મોકલવામાં આવે છે, જ્યાં તેની સેટ પરિમાણો સાથે સરખામણી કરવામાં આવે છે. પરિણામ પછી 10 એમએના ક્રમમાં સિગ્નલમાં રૂપાંતરિત થાય છે અને ઓપરેટિંગ દબાણ પૂર્વનિર્ધારિત સ્તરે જાળવવામાં આવે છે.

એકમનું સંચાલન તાપમાન ન્યુમેટિક ડાયાફ્રેમ વાલ્વ દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે.કમ્પ્યુટર એ જ રીતે સેટપોઇન્ટ સાથે તાપમાનની તુલના કરશે અને તફાવતને યોગ્ય સિગ્નલમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવશે પીએલસી.

ઇલેક્ટ્રોલાઈઝરની સલામતી બ્લોકીંગ અને એલાર્મ સિસ્ટમ દ્વારા સુનિશ્ચિત કરવામાં આવે છે. હાઇડ્રોજન લિકેજના કિસ્સામાં, ડિટેક્ટર દ્વારા તપાસ આપમેળે કરવામાં આવે છે. આ કિસ્સામાં, પ્રોગ્રામ તરત જ પેઢીને બંધ કરે છે અને ઓરડામાં હવાની અવરજવર કરવા માટે ચાહક શરૂ કરે છે. ઓપરેટરે પોર્ટેબલ લીક ડીટેક્ટર રાખવું જોઈએ. આ તમામ પગલાં ઇલેક્ટ્રોલાઇઝર્સના સંચાલનમાં ઉચ્ચ ડિગ્રી સલામતી પ્રાપ્ત કરવાનું શક્ય બનાવે છે.