، تهران , (اخبار رسمی): برخی از فرآیندهای شیمیایی مانند کلر آلکالی، مقدار قابل توجهی هیدروژن را به عنوان محصول جانبی تولید می کنند که هدر می رود و به اتمسفر تخلیه می شود. ضایعات هیدروژن را می توان بازیافت نمود و به عنوان یک منبع انرژی پاک استفاده کرد.
برخی از فرآیندهای شیمیایی مانند کلر آلکالی، مقدار قابل توجهی هیدروژن را به عنوان محصول جانبی تولید می کنند که هدر می رود و به اتمسفر تخلیه می شود. طبق واکنش زیر:
2NaCl+ 2H2O → Cl2+ H2+ 2NaOH
ضایعات هیدروژن را می توان بازیافت و به عنوان یک منبع انرژی پاک قابل توجه در فرآیندها استفاده کرد. در این مقاله به آنالیزهای ترمودینامیکی استفاده از هیدروژن بازیابی شده در سامانه های کلرآلکالی در دیگ های هیدروژنی و سلولهای سوختنی آلکالین پرداخته می شود.
اجزاء سلول سوختی آلکالاین: ۱: هیدروژن ۲:شارش الکترون ۳:بارگذاری ۴:اکسیژن ۵:کاتد ۶:الکترولیت ۷:آند ۸:آب ۹:یون‌های هیدروکسید
نتایج نشان داد که سناریوی دیگ هیدروژنی می تواند 28 تن در ساعت بخار در فشار 25 بار و دمای 245 درجه سانتی گراد تولید کند، در حالی که سیستم سلول سوختنی آلکالین می تواند 7.65 مگاوات برق و همچنین 3.83 متر مکعب در ساعت آب دیونیزه تولید کند.
بازیابی هیدروژن توسط سیستم دیگ بخار هیدروژنی
اساساً بویلرها بسته به نوع عملیات به دو دسته واترپایپ (آب در لوله) و فایروال (آتش در لوله) تقسیم می شوند. دیگ ها همچنین می توانند به صورت افقی یا عمودی، سوخت تک سوز یا ترکیبی و یا با قابلیت تغییر نوع سوخت طراحی شوند. یکی از انواع دیگهای بخار، دیگ های هیدروژنی هستند.
دیگ هیدروژنی به یک مولد بخار گفته می شود که با سوزاندن هیدروژن و اکسیژن با نسبت استوکیومتری در محفظه احتراق گرما تولید می کند. گرمای واکنش اکسیژن و هیدروژن که از طریق سه روش تابش، همرفت و هدایت منتقل می شود، آب را گرم کرده و بخار یا آب گرم تولید می کند.
بنابراین در مقایسه با بویلرهای گازسوز، مقدار NOx کمتر و خروجی احتراق، آب و نیتروژن است. در برخی موارد، با بازیافت حرارت، بخار آب موجود در خروجی محفظه احتراق را می توان بازیافت و به عنوان آب دیونیزه استفاده کرد. در ادامه، نمودار شماتیک بازیافت هیدروژن با تکنولوزی دیگ بخار هیدروژنی ارائه شده است:
همانطور که مشاهده می شود در صورت نصب دیگ هیدروژنی به منظور رفع مشکل رطوبت بالای هیدروژن ورودی (برای سوزاندن در دیگ هیدروژنی) زیر صورت گیرد:
برای کاهش رطوبت، بهترین راه افزایش فشار هیدروژن توسط سیستم کمپرسور، کاهش دمای آن و جداسازی رطوبت مایع است. با افزایش فشار و سرمایش به دمای بسیار پایین، رطوبت جریان هیدروژن نیز کاهش می یابد. به عبارت دیگر، در ابتدا جریان هدر رفته H2 با دمای 43 درجه سانتی گراد، فشار 142 کیلو پاسکال و رطوبت 53 درصد وارد کمپرسور شده و پس از افزایش فشار و سرد شدن در پس کولر با دمای 43 درجه سانتی گراد و فشار 1410. KPa وارد درام می شود. بخار آب خنک کننده به مایع در درام از جریان هیدروژن جدا شده و به عنوان سوخت در دمای 43 درجه سانتیگراد و فشار 1410 کیلو پاسکال به دیگ هیدروژن فرستاده می شود.
مقایسه اقتصادی سناریو دیگ هیدروژنی و سلول سوختنی آلکالین : سناریوی سلول سوختنی آلکالین دارای IRR (نرخ بازده داخلی) و NPV (ارزش فعلی خالص) به دلیل برق ارزان و هزینه بالای سرمایه گذاری منفی است. با توجه به قیمت بخار، پروژه دیگ هیدروژنی دارای پارامترهای اقتصادی مناسبی از نظر IRR و NPV است.
بنابراین، سناریوی بازیابی هیدروژن برای استفاده در دیگ هیدروژنی به عنوان یک ایده عملی و اقتصادی برای تولید بخار پیشنهاد می شود. علاوه بر این، دیگهای هیدروژنی و تکنولوژی سلول سوختنی آلکالین می‌توانند به طور قابل توجهی انتشار گازهای گلخانه‌ای را به ترتیب تا 49300 و 58800 تن در سال کاهش دهند، در حالی که سایر آلاینده‌ها را می‌توان به میزان به ترتیب 141 و 95 تن در سال توسط دیگهای هیدروژنی و سلول سوختنی آلکالین کاهش داد. شرکت آوای نوآوران آسیا با بهره مندی از مشارکت صاحبان تکنولوژی اروپایی در حوزه سامانه های کلرآلکالی و نیز دانش بومی سازی شده قادر است در بهسازی این سامانه ها در صنایع مختلف از جمله پتروشیمی ها، نقشی ارزنده در افزایش اثربخشی عملکرد این سامانه ایفا نماید.
### پایان خبر رسمی