在變壓吸附氣體分離裝置常用的幾種吸附劑中,活性氧化鋁類屬于對水有強(qiáng)親和力的固體,一般采用三水合鋁或三水鋁礦的熱脫水或熱活化法制備,主要用于氣體的干燥。硅膠類吸附劑屬于一種合成的無定形二氧化硅,它是膠態(tài)二氧化硅球形粒子的剛性連續(xù)網(wǎng)絡(luò),一般是由硅酸鈉溶液和無機(jī)酸混合來制備的,硅膠不僅對水有極強(qiáng)的親和力,而且對烴類CO2等組分也有較強(qiáng)的吸附能力。活性炭類吸附劑的特點(diǎn)是:其表面所具有的氧化物基團(tuán)和無機(jī)物雜質(zhì)使表面性質(zhì)表現(xiàn)為弱極性或無極性,加上活性炭所具有的特別大的內(nèi)表面積,使得活性炭成為一種能大量吸附多種弱極性和非極性有機(jī)分子的廣譜耐水型吸附劑。沸石分子篩類吸附劑是一種含堿土元素的結(jié)晶態(tài)偏硅鋁酸鹽,屬于強(qiáng)極性吸附劑,有著非常一致的孔徑結(jié)構(gòu)和極強(qiáng)的吸附選擇性D對CO、CH4、N2、Ar、02等均具有較高的吸附能力。碳分子篩是一種以碳為原料,經(jīng)特殊的碳沉積工藝加工而成的專門用于提純空氣中的氮?dú)獾奈絼?,使其孔徑分布非常集中,只比氧分子直徑略?因此非常有利于對空氣中氮氧的分離。采用變壓吸附技術(shù)可以有效地控制吸附劑的吸附/解吸過程,從而實(shí)現(xiàn)高效的氫氣儲存和釋放。福建撬裝變壓吸附提氫吸附劑
氫氣是合成氨、甲醇、煉油化工及其他相關(guān)行業(yè)的重要原料,隨著作為二次能源載體的氫能產(chǎn)業(yè)的逐漸成熟,氫能成為當(dāng)前有前景的清潔能源之一,尤其氫燃料電池汽車開始規(guī)?;l(fā)展,市場對氫氣的需求量將呈現(xiàn)快速增長趨勢。煤制氫低成本,但環(huán)境不友好。隨著天然氣產(chǎn)供儲銷產(chǎn)業(yè)鏈的完善、天然氣開采技術(shù)的進(jìn)步、儲量巨大的頁巖氣等非常規(guī)天然氣開發(fā)成本的不斷降低,天然氣制氫的技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢越來越明顯,該技術(shù)成為主要的制氫路線,從而將加快推進(jìn)我國氫經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。北京國內(nèi)變壓吸附提氫吸附劑這種吸附劑可以在高壓下快速吸附氫氣。
從變壓吸附(PSA)工序來的氫氣是含有少量氧氣的粗氫氣,純度尚達(dá)不到要求,需凈化。粗氫氣首先進(jìn)入常溫脫氧塔,在其中裝填的新型常溫pd催化劑的催化下,氧和氫反應(yīng)生成水,然后經(jīng)冷卻器冷卻至常溫,再進(jìn)入由兩個(gè)干燥塔、一個(gè)預(yù)干燥塔、一臺分液罐、兩臺換熱器等組成的等壓TSA干燥系統(tǒng)。經(jīng)干燥后的產(chǎn)品氫即可達(dá)到純度99.999%、氧含量小于1ppm、低于-65°C的要求。等壓TSA干燥系統(tǒng)的工藝過程如下脫氧后的氫氣首先經(jīng)流量調(diào)節(jié)回路分成兩路。其中一路直接去干燥塔,其裝填的干燥劑將氫氣中的水分吸附下來,使氫氣得以干燥。在一臺干燥塔處于干燥的狀態(tài)下,另一臺干燥塔處于再生過程。
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(yùn)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(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。 變壓吸附提氫吸附劑可以通過調(diào)節(jié)壓力實(shí)現(xiàn)氫氣的選擇性吸附。
干燥塔的再生過程包括加熱再生和吹冷兩個(gè)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)行干燥。變壓吸附提氫吸附劑可以通過改變吸附劑的晶體結(jié)構(gòu)來調(diào)節(jié)氫氣的吸附性能。河北變壓吸附變壓吸附提氫吸附劑
沸石是一種具有高吸附容量的吸附劑,可以實(shí)現(xiàn)對大量氫氣的快速吸附和分離,適用于大規(guī)模氫氣生產(chǎn)。福建撬裝變壓吸附提氫吸附劑
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(jìn)行的吸附。特點(diǎn)是:吸附過程中沒有化學(xué)反應(yīng),吸附過程進(jìn)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。變壓吸附氣體分離工藝過程之所以得以實(shí)現(xiàn)是由于吸附劑在這種物理吸附中所具有的兩個(gè)基本性質(zhì):一是對不同組分的吸附能力不同,二是吸附質(zhì)在吸附劑上的吸附容量隨吸附質(zhì)的分壓上升而增加,隨吸附溫度的上升而下降利用吸附劑的性質(zhì),可實(shí)現(xiàn)對混合氣體中某些組分的優(yōu)先吸附而使其它組分得以提純,利用吸附劑的第二個(gè)性質(zhì),可實(shí)現(xiàn)吸附劑在低溫、高壓下吸附而在高溫、低壓下解吸再生,從而構(gòu)成吸附劑的吸附與再生循環(huán),達(dá)到連續(xù)分離氣體的目的。福建撬裝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,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...