रेडॉक्स फ्लो बैटरी विस्फोट: झिल्ली में आसमाटिक विफलता

एक औद्योगिक ऊर्जा भंडारण संयंत्र में एक रासायनिक आपदा हुई जब एक वैनेडियम रेडॉक्स फ्लो बैटरी के इलेक्ट्रोलाइट टैंक में दरार आ गई, जिससे जहरीली आग लग गई। इस दुर्घटना ने, जिसमें रासायनिक जोखिम इकाइयों को तैनात किया गया, सेल स्टैक की अखंडता के बारे में गंभीर प्रश्न उठाए हैं। हमारा तकनीकी विश्लेषण यह निर्धारित करने के लिए द्रव गतिकी का अनुकरण करने पर केंद्रित है कि क्या एक दोषपूर्ण पंप के कारण उत्पन्न आसमाटिक अतिदबाव, आयन विनिमय झिल्ली के फटने का कारण था।

सीएफडी सिमुलेशन और स्टैक का यांत्रिक मॉडलिंग ⚙️

विफलता के क्रम को फिर से बनाने के लिए, हमने स्टैक के माध्यम से वैनेडियम इलेक्ट्रोलाइट के दो-चरणीय प्रवाह को मॉडल करने के लिए ANSYS Fluent का उपयोग किया। सिमुलेशन से पता चला कि पुनर्चक्रण पंप में एक आंशिक रुकावट, जिसे SolidWorks में फिर से बनाया गया, ने कैथोड कक्ष में 4.2 बार का स्थैतिक दबाव अंतर उत्पन्न किया। यह प्रवणता, Nafion झिल्ली की तन्य शक्ति से अधिक होने पर, प्लास्टिक विरूपण और बाद में सीलिंग क्षेत्र में फटने का कारण बनी। गर्म इलेक्ट्रोलाइट (60 डिग्री सेल्सियस) के अचानक निकलने से एसिड वाष्प का एक बादल बन गया, जो फ्रेम के धातु घटकों के संपर्क में आने पर, प्रज्वलन को उत्प्रेरित करता है। Revit में क्षति मानचित्रण ने इलेक्ट्रोलाइट जेट के पथ को संयंत्र में सबसे गंभीर संरचनात्मक क्षरण वाले क्षेत्रों से सहसंबंधित करने की अनुमति दी।

रासायनिक भंडारण में सुरक्षा पाठ 🧪

यह केस स्टडी सहायक प्रणालियों में विफलताओं के प्रति फ्लो बैटरियों की भेद्यता को रेखांकित करता है। मुख्य सबक यह है कि सुरक्षा डिजाइन को पंपों की अतिरेकता और प्रत्येक सेल में आसमाटिक दबाव राहत वाल्व की स्थापना पर ध्यान केंद्रित करना चाहिए। इसके अलावा, Revit के साथ संयंत्र का 3D मानचित्रण निकासी मार्गों और रिसाव रोकथाम बिंदुओं की योजना बनाने के लिए महत्वपूर्ण साबित हुआ। आदर्श प्रतिक्रिया के लिए सोडियम बाइकार्बोनेट के साथ वैनेडियम इलेक्ट्रोलाइट के तटस्थीकरण प्रोटोकॉल की आवश्यकता होती है, जिससे फ्लोरीन गैसों के संपर्क को कम किया जा सके। द्रव यांत्रिकी से लेकर संरचनात्मक अखंडता तक मल्टीस्केल सिमुलेशन, औद्योगिक आपदाओं की रोकथाम के लिए एक अनिवार्य उपकरण के रूप में समेकित होता है।

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