रासायनिक ऊर्जा भंडारण के लिए अनुकूलित टाइटेनियम हीट एक्सचेंजर डबल ट्यूब संरचना

रासायनिक ऊर्जा भंडारण में अनुकूलित टाइटेनियम हीट एक्सचेंजर का निर्माता

रासायनिक ऊर्जा भंडारण रासायनिक यौगिकों के रूप में ऊर्जा के भंडारण और रासायनिक प्रतिक्रियाओं के माध्यम से इसे जारी करने की प्रक्रिया को संदर्भित करता है। इस भंडारण विधि में महत्वपूर्ण क्षमता है,विशेष रूप से अक्षय ऊर्जा क्षेत्रों (जैसे सौर और पवन) और ऊर्जा भंडारण प्रणालियों मेंरासायनिक ऊर्जा भंडारण प्रणालियों में हाइड्रोजन भंडारण, लिथियम आयन बैटरी आदि जैसी विभिन्न प्रौद्योगिकियां शामिल हैं।विशेष रूप से उन प्रक्रियाओं में जिनमें गर्मी हस्तांतरण और तापमान विनियमन शामिल है.

रासायनिक ऊर्जा भंडारण में हीट एक्सचेंजर्स की भूमिका

एक हीट एक्सचेंजर एक ऐसा उपकरण है जिसका उपयोग दो या अधिक तरल पदार्थों के बीच गर्मी स्थानांतरित करने के लिए किया जाता है। रासायनिक ऊर्जा भंडारण प्रणालियों में, हीट एक्सचेंजर कई तरीकों से प्रमुख कार्य करते हैंः

1. तापमान नियंत्रण और प्रतिक्रिया विनियमन: कुछ रासायनिक ऊर्जा भंडारण प्रणालियों में, रासायनिक प्रतिक्रियाओं (जैसे हाइड्रोजन संश्लेषण और अपघटन, लिथियम बैटरी चार्ज/डिस्चार्ज, आदि) तापमान परिवर्तन के साथ होते हैं।ताप विनिमयकर्ता प्रतिक्रिया के दौरान उत्पन्न या अवशोषित गर्मी को स्थानांतरित करने में मदद करते हैं ताकि इष्टतम प्रतिक्रिया तापमान बनाए रखा जा सकेउदाहरण के लिए, हाइड्रोजन भंडारण प्रणालियों में (जैसे हाइड्रोजन संश्लेषण या ईंधन सेल संचालन)हीट एक्सचेंजर सिस्टम के तापमान को नियंत्रित करते हैं ताकि रासायनिक प्रतिक्रिया अत्यधिक गर्म या ठंडा न हो, जो ऊर्जा की रिहाई और दक्षता को प्रभावित करेगा।

2. दक्षता में वृद्धि: कई भंडारण प्रौद्योगिकियों में, जैसे कि थर्मोकेमिकल एनर्जी स्टोरेज (TCES) सिस्टम, ऊर्जा भंडारण और रिलीज दक्षता में सुधार के लिए हीट एक्सचेंजर का उपयोग किया जाता है।तापमान अंतर और गर्मी प्रवाह को नियंत्रित करके, हीट एक्सचेंजर थर्मल ऊर्जा का अधिकतम उपयोग कर सकते हैं और ऊर्जा की हानि को कम कर सकते हैं।हीट एक्सचेंजर्स का उपयोग प्रतिक्रियाओं से थर्मल ऊर्जा को भंडारण माध्यमों में स्थानांतरित करने के लिए किया जाता है (ईउदाहरण के लिए, थर्मल नमक, धातु हाइड्राइड), जिसे फिर आवश्यकता पड़ने पर छोड़ दिया जाता है।

3. रासायनिक प्रतिक्रियाओं की गतिशीलता में सुधार: कुछ रासायनिक ऊर्जा भंडारण प्रौद्योगिकियों के लिए कुशल रासायनिक प्रतिक्रियाओं के लिए विशिष्ट तापमान स्थितियों की आवश्यकता होती है। हीट एक्सचेंजर सटीक तापमान नियंत्रण प्रदान करते हैं। उदाहरण के लिए,लिथियम आयन बैटरी में, यदि तापमान बहुत अधिक या बहुत कम है, तो यह बैटरी के प्रदर्शन और जीवनकाल को प्रभावित कर सकता है। हीट एक्सचेंजर यह सुनिश्चित करने में मदद करते हैं कि बैटरी अपने इष्टतम तापमान सीमा के भीतर काम करे।

सामान्य रासायनिक ऊर्जा भंडारण प्रौद्योगिकियों में हीट एक्सचेंजर्स के अनुप्रयोग

1. हाइड्रोजन भंडारण प्रणाली (पावर-टू-गैस): हाइड्रोजन भंडारण एक ऐसी तकनीक है जो विद्युत ऊर्जा को हाइड्रोजन में परिवर्तित करती है, जिसे फिर संग्रहीत किया जा सकता है और बाद में इसे बिजली में परिवर्तित किया जा सकता है। हाइड्रोजन उत्पादन और भंडारण में,विद्युत संश्लेषण जैसी प्रक्रियाओं की दक्षता और सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए हीट एक्सचेंजर प्रतिक्रिया तापमान को नियंत्रित करते हैंवे हाइड्रोजन संपीड़न और तरलीकरण में भी भूमिका निभाते हैं, इन प्रक्रियाओं के दौरान स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए गैस से गर्मी स्थानांतरित करते हैं।

2. थर्मोकेमिकल ऊर्जा भंडारण (TCES)थर्मोकेमिकल ऊर्जा भंडारण प्रणालियों में, रासायनिक प्रतिक्रियाओं का उपयोग ऊर्जा को संग्रहीत करने और जारी करने के लिए किया जाता है।ताप विनिमयकर्ता प्रतिक्रिया तापमान को नियंत्रित करने और प्रतिक्रिया दर को विनियमित करने में महत्वपूर्ण हैंउदाहरण के लिए, धातु हाइड्राइड हाइड्रोजन अवशोषण/desorption प्रतिक्रियाओं में, हीट एक्सचेंजर गर्मी को अवशोषित कर सकते हैं और इसे संग्रहीत कर सकते हैं, फिर ऊर्जा उत्पादन के लिए आवश्यक होने पर गर्मी जारी कर सकते हैं।

3. सोडियम-सल्फर बैटरी (NaS बैटरी): सोडियम सल्फर बैटरी एक प्रकार की उच्च तापमान ऊर्जा भंडारण प्रणाली है, जो 300~350°C के आसपास के तापमान पर काम करती है।इन बैटरियों में हीट एक्सचेंजर्स आवश्यक हैं ताकि गर्मी को हटाया जा सके और उसे आसपास के वातावरण में स्थानांतरित किया जा सके, बैटरी के भीतर रासायनिक प्रतिक्रियाओं के लिए इष्टतम तापमान बनाए रखना।

4. पिघला हुआ नमक ऊर्जा भंडारण: केंद्रित सौर ऊर्जा (सीएसपी) प्रणालियों में, पिघले हुए नमक का उपयोग अक्सर गर्मी भंडारण माध्यम के रूप में किया जाता है।पिघले हुए नमक के भंडारण प्रणालियों में हीट एक्सचेंजर्स पिघले हुए नमक से गर्मी को भाप जनरेटर में स्थानांतरित करने के लिए महत्वपूर्ण हैंगर्मी एक्सचेंजर एक कुशल गर्मी हस्तांतरण सुनिश्चित करते हैं और प्रणाली में अति ताप या असमान तापमान वितरण को रोकते हैं।

हीट एक्सचेंजर्स के प्रकार

विभिन्न रासायनिक ऊर्जा भंडारण प्रौद्योगिकियों में हीट एक्सचेंजर के लिए अलग-अलग मांगें होती हैं, इसलिए आवेदन के आधार पर विभिन्न प्रकारों का उपयोग किया जाता है। सामान्य प्रकार के हीट एक्सचेंजर में शामिल हैंः

• शेल-एंड-ट्यूब हीट एक्सचेंजर: एक खोल और नलिकाओं की एक श्रृंखला से बना है जिसके माध्यम से तरल पदार्थ बहते हैं। इस प्रकार का व्यापक रूप से बड़े पैमाने पर ऊर्जा भंडारण प्रणालियों में उपयोग किया जाता है।
• प्लेट हीट एक्सचेंजर: कई ढेर धातु प्लेटों से बना, यह प्रकार अधिक कॉम्पैक्ट है और आमतौर पर तेजी से गर्मी हस्तांतरण या कम द्रव तापमान की आवश्यकता वाली प्रणालियों के लिए उपयोग किया जाता है,जैसे कि छोटे पैमाने पर रासायनिक ऊर्जा भंडारण उपकरण.
• फिन-ट्यूब हीट एक्सचेंजर: विशेषताएं हीट ट्रांसफर सतह क्षेत्र को बढ़ाने के लिए ट्यूबों से जुड़े पंख। इस प्रकार का उपयोग उच्च गर्मी अपव्यय की आवश्यकता वाली प्रणालियों में किया जाता है।
• वायु-कूल्ड हीट एक्सचेंजर: सिस्टम के भीतर तरल पदार्थों को ठंडा करने के लिए हवा का उपयोग करता है, अक्सर उन प्रणालियों में उपयोग किया जाता है जहां तरल या अन्य शीतलन माध्यम कम वांछनीय या अधिक महंगे होते हैं।

निष्कर्ष

रासायनिक ऊर्जा भंडारण प्रणालियों में हीट एक्सचेंजर्स की महत्वपूर्ण भूमिका होती है, जो प्रतिक्रिया तापमान को विनियमित करते हैं, ऊर्जा रूपांतरण दक्षता में सुधार करते हैं और भंडारण प्रक्रिया की स्थिरता सुनिश्चित करते हैं।नई ऊर्जा भंडारण प्रौद्योगिकियों के विकास के साथ, विभिन्न भंडारण प्रणालियों की थर्मल प्रबंधन आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए हीट एक्सचेंजर के डिजाइन और अनुप्रयोग भी विकसित होते हैं।