干燥塔的再生過程包括加熱再生和吹冷兩個步驟在加熱再生過程中,另一路再生氫氣首先經(jīng)預(yù)干燥塔進行干燥,然后經(jīng)加熱器升溫至140-160后沖洗需要再生的干燥塔,使吸附劑升溫、其中的水分得以解吸出來,解吸氣經(jīng)冷卻和分液后再與另一路氫氣回合,然后去處于干燥狀態(tài)的干燥塔進行干燥。在吹冷過程中,再生氫氣直接去處于再生狀態(tài)的干燥塔,將干燥塔溫度降至常溫,然后再經(jīng)加熱器加熱后去預(yù)干燥塔,對預(yù)干燥塔中的干燥劑進行加溫干燥,然后經(jīng)冷卻和分液后再與另一路氫氣回合,去處于干燥狀態(tài)的干燥塔進行干燥。這種吸附劑可以在多種氣體混合物中選擇性地吸附氫氣。天津甲醇裂解變壓吸附提氫吸附劑
相比于堿性電解槽,PEM電解槽由于設(shè)備成本過高,制氫成本相對較高,但隨著氫能行業(yè)的發(fā)展,氫氣需求的增加,以及技術(shù)的進步,會帶來PEM電解槽成本的下降,疊加可再生能源電力成本的下降和產(chǎn)氫數(shù)量的增加,PEM電解槽制氫成本會低于堿性電解槽。如果考慮用地面積,即土地成本,PEM電解槽更加緊湊,同等規(guī)模下PEM占地面積幾乎為堿性裝置的一半,在土地昂貴的地區(qū)PEM電解槽優(yōu)勢更加明顯,結(jié)合其效率高、能耗少、響應(yīng)快、負(fù)載高等優(yōu)勢,PEM電解槽將是未來電解制氫的主流方向新型變壓吸附提氫吸附劑怎么樣變壓吸附提氫技術(shù)在不斷進步和完善,未來有望實現(xiàn)更加高效、環(huán)保的氫氣提取,為社會的可持續(xù)發(fā)展做出貢獻。
吸附是指:當(dāng)兩種相態(tài)不同的物質(zhì)接觸時,其中密度較低物質(zhì)的分子在密度較高的物質(zhì)表面被富集的現(xiàn)象和過程。具有吸附作用的物質(zhì)(一般為密度相對較大的多孔固體)被稱為吸附劑,被吸附的物質(zhì)(一般為密度相對較小的氣體或液體)稱為吸附質(zhì)。吸附按其性質(zhì)的不同可分為四大類即:化學(xué)吸附、活性吸附、毛細(xì)管凝縮和物理吸附。變壓吸附(PSA)氣體分離裝置中的吸附主要為物理吸附。物理吸附是指依靠吸附劑與吸附質(zhì)分子間的分子力(包括范德華力和電磁力)進行的吸附。其特點是:吸附過程中沒有化學(xué)反應(yīng),吸附過程進行的極快,參與吸附的各相物質(zhì)間的動態(tài)平衡在瞬間即可完成,并且這種吸附是完全可逆的。
變壓吸附技術(shù)是以吸附劑(多孔固體物質(zhì))內(nèi)部表面對氣體分子的物理吸附為基礎(chǔ),利用吸附劑在相同壓力下易吸附高沸點組份、不易吸附低沸點組份和高壓下吸附量增加(吸附組份)低壓下吸附量減小(解吸組份)的特性。將原料氣在壓力下通過吸附劑床層,相對于氫的高沸點雜質(zhì)組份被選擇性吸附,低沸點組份的氫不易吸附而通過吸附劑床層(作為產(chǎn)品輸出),達到氫和雜質(zhì)組份的分離。然后在減壓下解吸被吸附的雜質(zhì)組份使吸附劑獲得再生,已利于下一次再次進行吸附分離雜質(zhì)。這種壓力下吸附雜質(zhì)提純氫氣、減壓下解吸雜質(zhì)使吸附劑再生的循環(huán)便是變壓吸附過程。多層變壓吸附的作用在于:保證在任何時刻都有相同數(shù)量的吸附床處于吸附狀態(tài),使產(chǎn)品能連續(xù)穩(wěn)定地輸出:保證適當(dāng)?shù)木鶋捍螖?shù),使產(chǎn)品有較高的提取率。在變壓吸附過程中,吸附床內(nèi)吸附劑解吸時依靠降低雜質(zhì)分壓實現(xiàn)的,本裝置采用的方法是:常壓解吸降低吸附床壓力(泄壓)逆放解吸沖洗解吸變壓吸附提氫吸附劑可以通過熱解釋放吸附的氫氣。
吸附平衡是指在一定的溫度和壓力下,吸附劑與吸附質(zhì)充分接觸,吸附質(zhì)在兩相中的分布達到平衡的過程,吸附分離過程實際上都是一個平衡吸附過程在實際的吸附過程中,吸附質(zhì)分子會不斷地碰撞吸附劑表面并被吸附劑表面的分子力束縛在吸附相中;同時,吸附相中的吸附質(zhì)分子又會不斷地從吸附分子或其他吸附質(zhì)分子得到能力,從而克服分子力離開吸附相,當(dāng)一定時間內(nèi)進入吸附相的分子數(shù)和離開吸附相的分子數(shù)相等時,吸附過程就達到了平衡。在一定的溫度和壓力下,對于相同的吸附劑和吸附質(zhì),該動態(tài)平衡吸附量是一個定值。在壓力高時,由于單位時間內(nèi)撞擊到吸附劑表面的氣體分子數(shù)多,因而壓力越高;動態(tài)平衡吸附容量也就越大,在溫度高時,由于氣體分子的動能大,能被吸附劑表面分子引力束縛的分子就少,因而溫度越高平衡吸附容量也就越小。我們用不同溫度下的吸附等溫線來描述這一關(guān)系,吸附等溫線就是在一定的溫度下,測定出各氣體組份在吸附劑上的平衡吸附量,將不同壓力下得到的平衡吸附量用曲線連接而成的曲線。吸附劑是變壓吸附提氫技術(shù)的關(guān)鍵部分,它具有高吸附容量、高選擇性和良好的再生性能,能夠吸附和釋放氫氣。天津甲醇裂解變壓吸附提氫吸附劑
活性炭是一種多孔性吸附劑,具有吸附能力強、成本低等優(yōu)點,適用于從低濃度氫氣中提純氫氣。天津甲醇裂解變壓吸附提氫吸附劑
天然氣水蒸汽重整制氫、甲醇水蒸汽重整制氫、電解水制氫大型制氫:天然氣水蒸汽重整制氫占主導(dǎo)地位:(1)天然氣既是原料氣也是燃料氣,無需運輸,氫能耗低,消耗低,氫氣成本。(2)自動化程度高,安全性能高。(3)天然氣制氫投資較高,適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn),一般制氫規(guī)模在5000Nm3/h以上時選擇天然氣制氫工藝更經(jīng)濟小型制氫、高純氫采用電解水方法:水電解制氫技術(shù)自開發(fā)以來一直進展不大,其主要原因是需要耗用大量的電能,電價的昂貴,用水電解制氫都不經(jīng)濟。電解水制氫,規(guī)模一般小于200Nm3/h,是較成熟的制氫方法,由于它的電耗較高,致其單位氫氣成本較高。甲醇水蒸汽重整制氫是中小型制氫的(1)甲醇蒸汽重整制氫與大規(guī)模的天然氣制氫或水電解制氫相比,投資省,能耗低。由于反應(yīng)溫度低,工藝條件緩和,燃料消耗也低。與同等規(guī)模的天然氣制氫裝置相比,甲醇蒸汽轉(zhuǎn)化制氫的能耗約是前者的50%。(2)甲醇蒸汽重整制氫所用的原料甲醇易得,運輸,儲存方便。而且所用的原料甲醇純度高,不需要再進行凈化處理,反應(yīng)條件溫和,易于操作。 天津甲醇裂解變壓吸附提氫吸附劑
隨著變壓吸附提氫技術(shù)的發(fā)展,復(fù)合吸附劑應(yīng)運而生。這類吸附劑將多種具有不同吸附特性的材料進行復(fù)合,充分發(fā)揮各組分的優(yōu)勢,提升整體吸附性能。例如,將活性炭與分子篩復(fù)合,活性炭可優(yōu)先吸附大部分雜質(zhì),分子篩則進一步深度凈化,實現(xiàn)對氫氣的提純。某新能源企業(yè)采用復(fù)合吸附劑的PSA裝置,處理電解水制氫產(chǎn)生的含氫混合氣。該復(fù)合吸附劑能同時去除混合氣中的氧氣、二氧化碳和水分等雜質(zhì),使氫氣純度達到,滿足燃料電池對氫氣純度的嚴(yán)格要求。復(fù)合吸附劑的研發(fā),不僅拓展了吸附劑的選擇范圍,還為變壓吸附提氫工藝的優(yōu)化升級提供了新的途徑。通過調(diào)整復(fù)合吸附劑的組成和結(jié)構(gòu),可使其更好地適應(yīng)不同原料氣組成和工況條件,提高提...