خالص سازی هیدروژن برای استفاده از سیستم جذب سطحی تناوب فشار متراکم برای سلول سوختی

قیمت: 38,000 تومان

دانلود رایگان مقاله

خرید ترجمه مقاله

عنوان فارسی

خالص سازی هیدروژن برای استفاده از سیستم جذب سطحی تناوب فشار متراکم برای سلول سوختی

عنوان لاتین

Hydrogen purification using compact pressure swing adsorption system for fuel cell

جذب سطحی CO و CO2 در ترکیب H2/CO/CO2 برای کسب و استفاده از سیستم جذب سطحی تناوب فشار (CPSA) برای تولید و خالص سازی هیدروژن و برای استفاده در سلول های سوخت است. سیستم CPSA با چهار بستر جذب برای عملکرد همزمان و در فرآیندهای مختلف در جذب سطحی تناوب فشار (PSA) برای فرایندهای چرخه ترکیب می شوند. قطر کلی پوسته استوانه ای CPSA 35 با 35 سانتی متر و ارتفاع 40 سانتی متر است. چندین مواد مناسب و جاذب برای CO و جذب CO2 در جریان هیدروژن شناخته می شوند تا خواص جذب آنها آزمایش گردد. کربن فعال از سیگما آلدریچ برای جاذب انتخاب می شود. چون سطح این منطقه 695.07 g/M2 است. گنجایش جذب CO از 0.55 میلی مول بر گرم و CO2 در 2.05 میلی مول بر گرم کسب می شود. سیستم CPSA با فرآیندهای سریع چرخه همراه است که هیدروژن را بدون اختلال با فرآیند احیا در جاذب گسترش می دهد. فرایند این چرخه در هر ستون از CPSA شامل فشار، جذب، تخلیه و فرآیندهای پاکسازی می شود. CPSA توانایی کاهش غلظت CO را در ترکیب H2/CO/CO2 و با ترکیب از 4000 قسمت در میلیون را با 1.4 قسمت در میلیون و غلظت CO2 از 5% تا 7.0 قسمت در میلیون به CO2 داده می شود تا در 60 چرخه با 3600 ثانیه همراه باشد. بر اساس مخلوط موردترکیباتی که در این کار آزمایشی استفاده شد، کسب خالص سازی H2 با 99.999٪، توان عملیاتی 0.04 کیلوگرم جاذب H2/kg با نسبت پیشروی و خالص سازی و با 0.001 از فقدان پیشروی و 0.02 همراه است. بنابراین می توان سیستم CPSA را برای سطح خالص سازی هیدروژن و برای عملکردهای سلول سوختی مورد نیاز دانست.

Adsorption of CO and CO2 in mixtures of H2/CO/CO2 was achieved using compact pressure swing adsorption (CPSA) system to produce purified hydrogen for use in fuel cell. A CPSA system was designed by combining four adsorption beds that simultaneously operate at different processes in the pressure swing adsorption (PSA) process cycle. The overall diameter of the cylindrical shell of the CPSA is 35 cm and its height is 40 cm. Several suitable adsorbent materials for CO and CO2 adsorption in a hydrogen stream were identified and their adsorption properties were tested. Activated carbon from Sigma–Aldrich was the adsorbent chosen. It has a surface area of 695.07 m2/g. CO adsorption capacity (STP) of 0.55 mmol/g and CO2 at 2.05 mmol/g were obtained. The CPSA system has a rapid process cycle that can supply hydrogen continuously without disruption by the regeneration process of the adsorbent. The process cycle in each column of the CPSA consists of pressurization, adsorption, blowdown and purging processes. CPSA is capable of reducing the CO concentration in aH2/CO/CO2 mixture from4000 ppmto 1.4 ppmand theCO2 concentration from5% to 7.0 ppm CO2 in 60 cycles and 3600 s. Based on the mixture used in the experimental work, the H2 purity obtained was 99.999%, product throughput of 0.04 kg H2/kg adsorbent with purge/feed ratio was 0.001 and vent loss/feed ratio was 0.02. It is therefore concluded that the CPSA system met the required specifications of hydrogen purity for fuel cell applications