附劑的使用壽命直接影響變壓吸附提氫裝置的運行成本和穩定性。在正常操作條件下,吸附劑的使用壽命一般為 3 - 5 年。然而,多種因素會影響吸附劑的性能和壽命。原料氣中的雜質,如硫化物、重金屬等,會導致吸附劑中毒,使其吸附性能下降。水分含量過高會影響吸附劑的吸附選擇性和容量,加速吸附劑的老化。此外,頻繁的壓力波動和過高的操作溫度也會對吸附劑的結構造成破壞。為延長吸附劑的使用壽命,需要對原料氣進行嚴格的預處理,去除其中的有害雜質。定期對吸附劑進行性能檢測,及時發現并處理吸附劑中毒和老化問題。在裝置停車和開車過程中,應嚴格按照操作規程進行,避免壓力和溫度的急劇變化對吸附劑造成損害。針對焦爐煤氣提氫場景,變壓吸附耦合甲烷化精制單元,可同時產出高純氫與合成氣,實現資源雙效利用。浙江變壓吸附提氫吸附劑生產廠家
變壓吸附提氫的基本原理:變壓吸附提氫是利用微孔吸附材料在氣體中的一種或幾種組分上的選擇性吸附原理,把氫氣分離出來。這一過程中,吸附劑對氫氣和其他氣體的吸附能力隨壓力的不同而變化,從而在壓力變化中實現氫氣的提純。吸附劑的選擇:在變壓吸附提氫中,常用的吸附劑包括沸石和活性炭。這些吸附劑具有較大的比表面積和孔容,能夠吸附氣體中的雜質,同時保持對氫氣的較弱吸附力,使得氫氣能夠順利通過吸附床層。變壓吸附的工作流程:變壓吸附提氫的工作流程通常包括吸附、均壓降壓、解吸和升壓等步驟。在吸附階段,原料氣在較高的壓力下通過吸附床,雜質被吸附劑吸附,而氫氣則流出作為產品氣。隨后,通過均壓降壓和解吸步驟,吸附劑得到再生,準備進行下一輪吸附。 甘肅國內變壓吸附提氫吸附劑綠氨在制取討程中基本不產生溫室氣體。
傳統工業化路徑??化石能源制氫??蒸汽甲烷重整(SMR)?:以天然氣為原料,通過高溫催化反應生成氫氣,成本約1.5-2.5美元/千克,但碳排放量達10-12 kg CO?/kg H??13。?煤氣化?:利用煤炭與水蒸氣反應生成合成氣(H?+CO),中國富煤地區普遍采用,能效約50-60%?13。?工業副產氫??氯堿工業?:電解食鹽水副產高純度氫氣(99.9%),中國年副產量超300萬噸,但利用率不足20%?35。?焦爐煤氣?:含氫量55-60%,需變壓吸附(PSA)提純,山西等地就近用于氫燃料電池車?56。
活性炭是變壓吸附(PSA)提氫工藝中常用的吸附劑之一。其具有發達的微孔結構,比表面積可達 1000-3000m2/g 。這種獨特的結構,為氫氣與雜質的分離提供了巨大的吸附界面。在 PSA 提氫過程中,原料氣中的二氧化碳、甲烷、一氧化碳等雜質,優先被活性炭表面的活性位點吸附,氫氣則因其較小的分子尺寸和較弱的吸附親和力,順利通過吸附床層。某石化企業采用活性炭吸附劑的 PSA 裝置,處理含氫量 60% 的重整氣。經過多周期的吸附解吸操作,氫氣產品純度穩定達到 99.9%,回收率高達 95%。值得注意的是,活性炭的吸附性能會受原料氣濕度影響。當原料氣中水分含量過高時,水分子會占據活性炭的部分活性位點,降低其對雜質的吸附容量。因此,在實際應用中,需對原料氣進行嚴格的脫水預處理,讓活性炭吸附劑的運行,延長其使用壽命,降低 PSA 裝置的運行成本。為了滿足不同溫度下的制氫需求,催化劑的配方和制備工藝需要進行優化。
變壓提氫吸附劑性能優化:為提升變壓提氫吸附劑性能,科研人員從多個方面展開研究。在材料合成工藝上,通過改進制備方法來調控吸附劑的微觀結構。比如,采用納米模板法制備分子篩吸附劑,可精確孔道尺寸和分布,增大比表面積,提高吸附效率。在吸附劑改性方面,對現有吸附劑進行表面修飾。通過負載活性組分,如在活性炭表面負載金屬氧化物,增強對特定雜質氣體的化學吸附能力,提高吸附選擇性。同時,優化吸附劑的成型工藝也至關重要。將吸附劑制成合適的形狀和顆粒大小,如球形、柱狀等,既能保證良好的機械強度,減少在吸附-解吸循環過程中的磨損,又能改善氣體在吸附床層中的流動性能,降低床層阻力,提高整個變壓吸附系統的運行穩定性和經濟性,從而使吸附劑在工業應用中發揮更優的提氫效果。 綠氫,是通過風能或太陽能等可再生清潔能源發電。甘肅國內變壓吸附提氫吸附劑
變壓吸附制氮裝置的工藝簡單,結構外形小,占用空間省。浙江變壓吸附提氫吸附劑生產廠家
新型吸附劑研發對變壓吸附提氫技術的推動隨著科技的不斷進步,新型吸附劑的研發為變壓吸附提氫技術帶來了新的發展機遇。例如,近年來研發的基于納米技術的吸附劑,通過精確吸附劑的納米結構和表面性質,使其具有更高的吸附容量和選擇性。一些納米復合材料吸附劑,將不同功能的納米粒子復合在一起,既能吸附雜質氣體,又能增強吸附劑的穩定性和抗中毒能力。此外,智能響應型吸附劑的研究也取得了一定進展,這類吸附劑能夠根據外界環境因素(如溫度、壓力、氣體濃度等)的變化自動調節吸附性能,實現更加智能化和變壓吸附提氫過程。新型吸附劑的研發不僅提高了氫氣的提純效率和質量,還降低了能耗和生產成本,推動了變壓吸附提氫技術在能源、化工等領域的更廣泛應用。 浙江變壓吸附提氫吸附劑生產廠家