Crescente studio globali energiae purae et progressionis sustinabilis, energia hydrogenii, ut vector energiae efficax et purus, paulatim in visionis hominum intrat. Ut nexus clavis in catena industriae energiae hydrogenii, technologia purificationis hydrogenii non solum salutem et firmitatem energiae hydrogenii pertinet, sed etiam ambitum applicationis et commoda oeconomica energiae hydrogenii directe afficit.
1. Requisita hydrogenii producti
Hydrogenium, ut materia rudis chemica et vector energiae, varias necessitates habet de puritate et impuritatibus secundum diversas applicationum condiciones. In productione ammoniae syntheticae, methanoli, aliorumque productorum chemicorum, ad veneficia catalysatoris vitanda et ad qualitatem producti conservandam, sulfida aliaeque substantiae toxicae in gaso infundente antea removendae sunt ut impuritates minuantur et requisitis satisfaciant. In campis industrialibus ut metallurgia, ceramica, vitrum, et semiconductoria, gas hydrogenii in contactum directum cum productis venit, et necessitates de puritate et impuritatibus severiores sunt. Exempli gratia, in industria semiconductorum, hydrogenium adhibetur ad processus ut praeparationem crystallorum et substratorum, oxidationem, recoctionem, etc., qui limitationes altissimas habent de impuritatibus ut oxygenium, aqua, hydrocarbona gravia, hydrogenii sulfidum, etc. in hydrogenio.
2. Principium operationis deoxygenationis
Sub actione catalysatoris, parva oxygenii quantitas in hydrogenio cum hydrogenio reagere potest ad aquam producendam, finem deoxygenationis assequens. Reactio est reactio exothermica, et aequatio reactionis haec est:
2H₂+O₂ (catalysator) -2H₂O+Q
Quia compositio, proprietates chemicae, et qualitas ipsius catalysatoris ante et post reactionem non mutantur, catalysator continue sine regeneratione adhiberi potest.
Deoxidator structuram cylindri interni et externi habet, catalysatore inter cylindros externum et internum collocato. Pars calefactionis electricae explosionibus repugnans intra cylindrum internum installatur, et duo sensoria temperaturae in summo et imo involucri catalysatoris collocantur ad temperaturam reactionis detegendam et moderandam. Cylindrus externus strato insulationis involutus est ad amissionem caloris et ad ustiones vitandas. Hydrogenium crudum per introitum superiorem deoxidatoris cylindrum internum intrat, elemento calefactionis electricae calefacitur, et per stratum catalysatoris ab imo ad summum fluit. Oxygenium in hydrogenio crudo cum hydrogenio sub actione catalysatoris reagit ad aquam producendam. Contentum oxygenii in hydrogenio per ostium inferiorem fluentis ad infra 1ppm reduci potest. Aqua per combinationem generata cum gaseo hydrogenii ex deoxidatore in forma gaseosa effluit, in subsequenti refrigeratore hydrogenii condensatur, in separatore aeris et aquae filtratur, et ex systemate expellitur.
3. Principium operationis siccitatis
Exsiccatio hydrogenii gasei methodo adsorptionis utitur, cribris molecularibus ut adsorbentibus utentibus. Post exsiccationem, punctum roris hydrogenii gasei infra -70°C pervenire potest. Cribrum moleculare est genus compositi aluminosilicati cum reticulo cubico, quod multas cavitates eiusdem magnitudinis intus post exsiccationem format et aream superficialem magnam habet. Cribra molecularia cribra molecularia appellantur quia moleculas cum diversis formis, diametris, polaritatibus, punctis ebullitionis, et gradibus saturationis separare possunt.
Aqua est molecula valde polaris, et cribra molecularia fortem affinitatem cum aqua habent. Adsorptio cribrorum molecularium est adsorptio physica, et cum adsorptio saturata est, tempus aliquod requiritur ad calefaciendum et regenerandum antequam iterum adsorberi possit. Ergo, saltem duo siccatoria in instrumento purificationis includuntur, uno operante dum altero regenerat, ut continua productio gasis hydrogenii stabilis puncto roris assequatur.
Siccator structuram cylindri interni et externi habet, adsorbente inter cylindros externum et internum collocato. Pars calefactionis electricae explosionibus repugnans intra cylindrum internum installatur, et duo sensores temperaturae in summo et imo cribri molecularis collocantur ad temperaturam reactionis detegendam et moderandam. Cylindrus externus strato insulationis involutus est ad amissionem caloris et ad combustiones vitandas. Fluxus aeris in statu adsorptionis (status operandi primarius et secundarius inclusi) et statu regenerationis invertitur. In statu adsorptionis, tubus superior est exitus gasis et tubus inferior est introitus gasis. In statu regenerationis, tubus superior est introitus gasis et tubus inferior est exitus gasis. Systema siccationis in duos siccatores turres et tres siccatores turres secundum numerum siccatorum dividi potest.
4. Processus duarum turrium
Duo siccatores in instrumento installati sunt, qui alternatim intra unum cyclum (48 horas) regenerantur ut operatio continua totius instrumenti efficiatur. Post siccationem, punctum roris hydrogenii infra -60°C pervenire potest. Per cyclum operandi (48 horas), siccatores A et B status operandi et regenerandi respective subeunt.
In uno cyclo commutationis, siccator duos status experitur: statum operandi et statum regenerationis.
·Status regenerationis: Volumen gasis processus est volumen gasis plenum. Status regenerationis gradum calefactionis et gradum refrigerationis flatu comprehendit;
1) Gradus calefactionis – calefactor intra siccatorem operatur et calefactionem sponte sistit cum temperatura superior valorem statutum attingit vel tempus calefactionis valorem statutum attingit;
2) Gradus refrigerationis – Postquam siccator calefactionem desiit, fluxus aeris per siccatorem in via originali fluere pergit ut eum refrigeraret, donec siccator ad modum operandi transeat.
·Status operandi: Volumen aeris processus ad plenam capacitatem est, et calefactor intra siccatorem non operatur.
5. Ordo operis trium turrium
Hodie, processus trium turrium late adhibetur. Tria siccatoria in apparatu installata sunt, quae exsiccantia (cribra molecularia) magna adsorptionis capacitate et bona resistentia temperaturae continent. Tria siccatoria alternant inter operationem, regenerationem, et adsorptionem ut continua operatio totius apparatus efficiatur. Post exsiccationem, punctum roris hydrogenii gasei infra -70°C pervenire potest.
Per cyclum commutationis, siccator per tres status transit: operationem, adsorptionem, et regenerationem. Pro quolibet statu, primum siccator in quo gas hydrogenii crudum intrat post deoxygenationem, refrigerationem, et filtrationem aquae locatur:
1) Status operandi: Volumen gasis processus ad plenam capacitatem est, calefactor intra siccatorem non operatur, et medium est gas hydrogenii crudum quod non exsiccatum est;
Secundus siccator ingressus situs est apud:
2) Status regenerationis: 20% voluminis gasis: Status regenerationis gradum calefactionis et gradum refrigerationis flatu comprehendit;
Gradus calefactionis – calefactor intra siccatorem operatur et calefactionem sponte sistit cum temperatura superior valorem statutum attingit vel tempus calefactionis valorem statutum attingit;
Gradus refrigerationis – Postquam siccator calefactionem desiit, fluxus aeris per siccatorem in via originali fluere pergit ut refrigeraretur, donec siccator ad modum operandi transit; cum siccator in gradu regenerationis est, medium est gas hydrogenii siccum dehydratum;
Tertium siccatorium ingressus situm est apud:
3) Status adsorptionis: Volumen gasis processus est 20%, calefactor in siccatore non operatur, et medium est gas hydrogenii ad regenerationem.
Tempus publicationis: XIX Decembris MMXXIV
