PEM,是質(zhì)子交換膜(Proton Exchange Membrane)的英文縮寫,PEM電解水制氫是一種新興的制氫技術(shù)。它的工作原理是水分子首先在陽(yáng)極催化劑(如貴金屬銥催化劑)的催化作用下分解成氧氣和氫正離子(H+),隨后H+穿過(guò)陰陽(yáng)極之間的PEM膜,進(jìn)而在陰極催化劑(如貴金屬鉑催化劑)的催化下生成氫氣。由于在陰極產(chǎn)生的氫氣和陽(yáng)極產(chǎn)生氧氣會(huì)被PEM膜分隔開來(lái),因此PEM電解水制氫的產(chǎn)氫純度高(>99.99%)。并且具有能量轉(zhuǎn)化效率高、響應(yīng)速度快、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。PEM電解水制氫作為一種綠色高效的制氫技術(shù),將助力“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)起到重要促進(jìn)作用。變壓吸附提氫吸附劑的制備方法多樣,可以通過(guò)改變吸附劑的成分、結(jié)構(gòu)和處理?xiàng)l件等方式來(lái)調(diào)控其吸附性能。青海智能變壓吸附提氫吸附劑
近日,中國(guó)石油石化院氫提純制燃料電池用氫吸附劑在中國(guó)石油華北石化分公司500Nm3/h重整氫變壓吸附提純工業(yè)裝置完成工業(yè)應(yīng)用,滿負(fù)荷生產(chǎn)條件下,氫氣收率達(dá)到86.3%(考核指標(biāo)85%),產(chǎn)品質(zhì)量滿足GB/T37244-2018《質(zhì)子交換膜燃料電池汽車用燃料氫氣》和GB/T3634.2-2011《高純氫》要求。發(fā)展氫能是中國(guó)石油保障國(guó)家能源安全、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)的戰(zhàn)略選擇,工業(yè)副產(chǎn)氫變壓吸附提純是目前低成本的燃料電池氫生產(chǎn)方式,而吸附劑的性能是決定副產(chǎn)氫提純效率和產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。此次自主研發(fā)吸附劑的工業(yè)應(yīng)用成功,也標(biāo)志著石化院開啟了打通副產(chǎn)氫提純技術(shù)開發(fā)自主化道路。遼寧變壓吸附提氫吸附劑哪家好變壓吸附提氫技術(shù)在不斷進(jìn)步和完善,未來(lái)有望實(shí)現(xiàn)更加高效、環(huán)保的氫氣提取,為社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。
天然氣制氫工藝的改進(jìn)通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)化爐、熱量回收系統(tǒng)等進(jìn)行改造可以實(shí)現(xiàn)成本節(jié)約、降低對(duì)天然氣原料的消耗,這種技術(shù)通過(guò)對(duì)原料的消耗,這種技術(shù)通過(guò)對(duì)天然氣加氫脫硫和在轉(zhuǎn)化爐中放置適量的特殊催化劑進(jìn)行裂解重整,生成二氧化碳、氫氣和一氧化碳的轉(zhuǎn)化氣,之后再進(jìn)行熱量回收,經(jīng)一氧化碳變換降低轉(zhuǎn)化氣中一氧化碳的含量、再通過(guò)PSA變壓吸附提純就可以得到純凈的氫氣。天然氣制氫裝置中氫氣提純工藝主要是在適當(dāng)條件下,將硅膠、活性炭、氧化鋁等組成吸附床,并用吸附床將變換氣中各雜質(zhì)組分在適當(dāng)?shù)膲毫l件下進(jìn)行吸附,不易被吸附的氫氣就從吸附塔的出口輸出,從而實(shí)現(xiàn)氫氣的提純。
天然氣制氫的工藝流程由原料氣處理、蒸汽轉(zhuǎn)化、CO變換和氫氣提純四大單元組成。原料氣處理單元主要是天然氣的脫硫。原料氣的處理量較大,因此在壓縮原料氣時(shí),選擇較大的離心式壓縮機(jī)。水蒸氣為氧化劑,在鎳催化劑的作用下將烴類物質(zhì)轉(zhuǎn)化,得到制取氫氣的轉(zhuǎn)化氣。轉(zhuǎn)化爐的型式、結(jié)構(gòu)各有特點(diǎn),上、下集氣管的結(jié)構(gòu)和熱補(bǔ)償方式以及轉(zhuǎn)化管的固定方式也不同。雖然對(duì)流段換熱器設(shè)置不同,在蒸汽轉(zhuǎn)化單元都采用了高溫轉(zhuǎn)化和相對(duì)較低水碳比的工藝操作參數(shù)設(shè)置有利于轉(zhuǎn)化深度的提高,從而節(jié)約原料消耗。轉(zhuǎn)化爐送來(lái)的原料氣,含一定量的CO,變換的作用是使CO在催化劑存在的條件下,與水蒸汽反應(yīng)。按照變換溫度分,變換工藝可分為高溫變換和中溫變換。近年來(lái),由于注重對(duì)資源的節(jié)約,在變換單元的工藝設(shè)置上,開始采用CO高溫變換加低溫變換的兩段變換工藝設(shè)置,以近一步降低原料的消耗。不同類型的吸附劑可以根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行選擇,如硅膠,它們具有不同的性質(zhì),可以滿足不同的提氫需求。
變壓吸附煤氣制氫工藝:制氣原理煤氣制氫變壓吸附(PSA)技術(shù)是利用吸附劑表面對(duì)于氣體分子的物理吸附作用,吸附劑在等壓下容易吸附高沸點(diǎn)組分,不易吸附低沸點(diǎn)組分。當(dāng)壓力增大時(shí),吸附能力增加。煤氣在經(jīng)過(guò)吸附劑時(shí),相對(duì)于氫氣沸點(diǎn)較高的其他氣體組分被選擇地吸附在吸附劑上,而氫氣則通過(guò)吸附劑,達(dá)到氫氣與其他氣體組分分離的目的。然后在減壓升溫的條件下,吸附劑上的其他氣體組分脫離實(shí)現(xiàn)吸附劑的再生焦?fàn)t煤氣是制氫的主要原料,溫度40C壓力5~15kPa,焦?fàn)t煤氣中 CH以后的組分是沸點(diǎn)較高的組分,與吸附劑結(jié)合吸附性較強(qiáng)。采用變溫解析先除掉這些組分,再進(jìn)行變壓吸附除掉其他氣體組分,以制得較高純度的氫氣。變壓吸附提氫吸附劑是一種高效的氫氣儲(chǔ)存材料,具有較高的氫氣吸附容量和快速的吸附/解吸速率。青海智能變壓吸附提氫吸附劑
在變壓吸附過(guò)程中,吸附劑的再生和循環(huán)使用也是非常重要的,這可以降低生產(chǎn)成本并提高生產(chǎn)效率。青海智能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(wú)需運(yùn)輸,氫能耗低,消耗低,氫氣成本。(2)自動(dòng)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(shí)選擇天然氣制氫工藝更經(jīng)濟(jì)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(lái)一直進(jìn)展不大,其主要原因是需要耗用大量的電能,電價(jià)的昂貴,用水電解制氫都不經(jīng)濟(jì)。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(yùn)輸,儲(chǔ)存方便。而且所用的原料甲醇純度高,不需要再進(jìn)行凈化處理,反應(yīng)條件溫和,易于操作。 青海智能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(yùn)而生。這類吸附劑將多種具有不同吸附特性的材料進(jìn)行復(fù)合,充分發(fā)揮各組分的優(yōu)勢(shì),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(jìn)一步深度凈化,實(shí)現(xiàn)對(duì)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(shí)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(dá)到,滿足燃料電池對(duì)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(jí)提供了新的途徑。通過(guò)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...