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(fā)達(dá)的微孔結(jié)構(gòu),比表面積可達(dá) 1000-3000m2/g 。這種獨(dú)特的結(jié)構(gòu),為氫氣與雜質(zhì)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(zhì),優(yōu)先被活性炭表面的活性位點(diǎn)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(yè)采用活性炭吸附劑的 PSA 裝置,處理含氫量 60% 的重整氣。經(jīng)過多周期的吸附解吸操作,氫氣產(chǎn)品純度穩(wěn)定達(dá)到 99.9%,回收率高達(dá) 95%。值得注意的是,活性炭的吸附性能會(huì)受原料氣濕度影響。當(dāng)原料氣中水分含量過高時(shí),水分子會(huì)占據(jù)活性炭的部分活性位點(diǎn),降低其對(duì)雜質(zhì)的吸附容量。因此,在實(shí)際應(yīng)用中,需對(duì)原料氣進(jìn)行嚴(yán)格的脫水預(yù)處理,讓活性炭吸附劑的運(yùn)行,延長其使用壽命,降低 PSA 裝置的運(yùn)行成本。變壓吸附提氫技術(shù)具有操作簡便、設(shè)備投資少、能耗低、產(chǎn)品純度高等優(yōu)點(diǎn)。上海自熱式變壓吸附提氫吸附劑
在變壓吸附提氫過程中,吸附劑再生是維持其持續(xù)吸附性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。合理的再生工藝,能使吸附劑在吸附雜質(zhì)后恢復(fù)吸附能力,實(shí)現(xiàn)循環(huán)使用。以降壓解吸再生方式為例,通過降低吸附床的壓力,使吸附在吸附劑表面的雜質(zhì)脫附排出。但再生過程中,若操作不當(dāng),如解吸壓力過高或過低,會(huì)影響吸附劑的再生效果。過高的解吸壓力會(huì)導(dǎo)致雜質(zhì)脫附不完全,降低吸附劑的下一次吸附容量;過低的解吸壓力則可能消耗過多的能量。此外,再生溫度、再生時(shí)間等參數(shù)也需精確控制。合適的再生溫度既能促進(jìn)雜質(zhì)脫附,又不會(huì)對(duì)吸附劑結(jié)構(gòu)造成破壞。因此,優(yōu)化吸附劑再生工藝,對(duì)保障變壓吸附提氫裝置的穩(wěn)定運(yùn)行、延長吸附劑使用壽命、降低運(yùn)行成本具有重要意義。智能變壓吸附提氫吸附劑生產(chǎn)廠家黃氫的生產(chǎn)同樣通過電解,但其能源來自公共電網(wǎng)。
傳統(tǒng)工業(yè)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(yīng)生成氫氣,成本約1.5-2.5美元/千克,但碳排放量達(dá)10-12 kg CO?/kg H??13。?煤氣化?:利用煤炭與水蒸氣反應(yīng)生成合成氣(H?+CO),中國富煤地區(qū)普遍采用,能效約50-60%?13。?工業(yè)副產(chǎn)氫??氯堿工業(yè)?:電解食鹽水副產(chǎn)高純度氫氣(99.9%),中國年副產(chǎn)量超300萬噸,但利用率不足20%?35。?焦?fàn)t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。
常見吸附劑種類:目前,在變壓提氫工藝中常用的吸附劑有活性炭、分子篩和活性氧化鋁等。活性炭具有發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)和較大的比表面積,對(duì)多種有機(jī)雜質(zhì)和部分無機(jī)雜質(zhì)有良好的吸附性能,價(jià)格相對(duì)較低且來源***。分子篩則具有均勻的微孔結(jié)構(gòu),根據(jù)分子尺寸和形狀進(jìn)行篩分吸附,對(duì)水、二氧化碳等極性分子有很強(qiáng)的吸附選擇性,能夠深度脫除雜質(zhì)。活性氧化鋁對(duì)水和某些酸性氣體有較好的吸附能力,常作為預(yù)處理吸附劑用于脫除原料氣中的水分。在特定條件下,吸附劑對(duì)混合氣中的雜質(zhì)氣體。
隨著全球?qū)η鍧嵞茉吹男枨蟛粩嘣黾樱瑲錃庾鳛橐环N高效、清潔的能源載體,其制取和提純技術(shù)受到越來越多的關(guān)注。變壓吸附提氫吸附劑作為該技術(shù)的**,未來將朝著高性能、低成本、綠色環(huán)保的方向發(fā)展。在性能方面,研發(fā)具有更高吸附容量、選擇性和穩(wěn)定性的吸附劑,以滿足不斷提高的氫氣純度和回收率要求。在成本控制方面,通過優(yōu)化制備工藝和原材料選擇,降低吸附劑的生產(chǎn)成本。同時(shí),注重吸附劑的綠色制備和再生利用,減少對(duì)環(huán)境的影響。此外,隨著人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展,將其應(yīng)用于吸附劑的研發(fā)和工藝優(yōu)化,有望實(shí)現(xiàn)吸附劑性能的快速篩選和工藝參數(shù)的精細(xì)調(diào)控,推動(dòng)變壓吸附提氫技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。隨著溫度的變化,催化劑的活性也會(huì)發(fā)生變化。高科技變壓吸附提氫吸附劑設(shè)備
工藝要求和吸附劑性能,實(shí)現(xiàn)吸附劑與提氫工藝的比較好適配,確保裝置的高效穩(wěn)定運(yùn)行。上海自熱式變壓吸附提氫吸附劑
在生產(chǎn)過程中,蘇州科瑞對(duì)變壓提氫吸附劑質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把控。從原材料采購開始,就建立了嚴(yán)格的質(zhì)量檢測標(biāo)準(zhǔn),確保每一批原材料都符合要求。生產(chǎn)過程中的每一個(gè)環(huán)節(jié),都有質(zhì)量檢測人員進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和抽樣檢測,嚴(yán)格遵循標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)流程和質(zhì)量體系。產(chǎn)品出廠前,還要經(jīng)過多道嚴(yán)格的性能測試,包括吸附容量、吸附選擇性、機(jī)械強(qiáng)度等關(guān)鍵指標(biāo)的檢測,只有完全符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品才會(huì)交付給客戶。這種嚴(yán)謹(jǐn)?shù)馁|(zhì)量管控體系,保證了每一位客戶都能獲性能穩(wěn)定的變壓提氫吸附劑產(chǎn)品。上海自熱式變壓吸附提氫吸附劑