大型变压吸附提氢吸附剂生产厂家

时间:2024年02月19日 来源:

:氢能已成为未来能源发展的重要方向之一,被视为是实现碳达峰、碳中和的必由之路。目前氢气的主要来源以天然气和煤等化石燃料为主,生产过程仍要排放大量二氧化碳。电解水所产氢气被视为“绿氢”,被认为是氢气生产的方向,但目前“绿氢”成本远远高于化石燃料制氢。通过分析碱性电解槽(AWE)和质子交换膜电解槽(PEM)两种主流电解技术的制氢成本,发现氢气成本主要由设备折旧和电力成本两部分组成。由此降本措施主要是降低这两部分的成本,包括降低电价以降低电力成本,增加电解槽工作时间生产更多氢气以摊薄折旧和其他固定成本,以及通过技术进步和规模化生产降低电解槽尤其是PEM电解槽的设备成本等。这种吸附剂可以通过变压控制吸附和解吸氢气。大型变压吸附提氢吸附剂生产厂家

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吸附是指:当两种相态不同的物质接触时,其中密度较低物质的分子在密度较高的物质表面被富集的现象和过程。具有吸附作用的物质(一般为密度相对较大的多孔固体)被称为吸附剂,被吸附的物质(一般为密度相对较小的气体或液体)称为吸附质。吸附按其性质的不同可分为四大类即:化学吸附、活性吸附、毛细管凝缩和物理吸附。变压吸附(PSA)气体分离装置中的吸附主要为物理吸附。物理吸附是指依靠吸附剂与吸附质分子间的分子力(包括范德华力和电磁力)进行的吸附。其特点是:吸附过程中没有化学反应,吸附过程进行的极快,参与吸附的各相物质间的动态平衡在瞬间即可完成,并且这种吸附是完全可逆的。小型变压吸附提氢吸附剂设计变压吸附提氢技术的应用范围正在不断扩大,不仅用于工业生产,还应用于环保、医疗等领域。

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PEM,是质子交换膜(Proton Exchange Membrane)的英文缩写,PEM电解水制氢是一种新兴的制氢技术。它的工作原理是水分子首先在阳极催化剂(如贵金属铱催化剂)的催化作用下分解成氧气和氢正离子(H+),随后H+穿过阴阳极之间的PEM膜,进而在阴极催化剂(如贵金属铂催化剂)的催化下生成氢气。由于在阴极产生的氢气和阳极产生氧气会被PEM膜分隔开来,因此PEM电解水制氢的产氢纯度高(>99.99%)。并且具有能量转化效率高、响应速度快、占地面积小等优点。PEM电解水制氢作为一种绿色高效的制氢技术,将助力“双碳”目标的实现起到重要促进作用。

变压吸附气体分离工艺过程之所以得以实现是由于吸附剂在这种物理吸附中所具 有的两个基本性质:一是对不同组分的吸附能力不同,二是吸附质在吸附剂上的吸附 容量随吸附质的分压上升而增加,随吸附温度的上升而下降。利用吸附剂的性质,可实现对混合气体中某些组分的优先吸附而使其它组分得以提纯;利用吸附剂的 第二个性质,可实现吸附剂在低温、高压下吸附而在高温、低压下解吸再生,从而构 成吸附剂的吸附与再生循环,达到连续分离气体的目的。吸附剂是变压吸附提氢技术的关键部分,它具有高吸附容量、高选择性和良好的再生性能,能够吸附和释放氢气。

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天然气制氢的工艺流程由原料气处理、蒸汽转化、CO变换和氢气提纯四大单元组成。原料气处理单元主要是天然气的脱硫。原料气的处理量较大,因此在压缩原料气时,选择较大的离心式压缩机。水蒸气为氧化剂,在镍催化剂的作用下将烃类物质转化,得到制取氢气的转化气。转化炉的型式、结构各有特点,上、下集气管的结构和热补偿方式以及转化管的固定方式也不同。虽然对流段换热器设置不同,在蒸汽转化单元都采用了高温转化和相对较低水碳比的工艺操作参数设置有利于转化深度的提高,从而节约原料消耗。转化炉送來的原料气,含一定量的CO,变换的作用是使CO在催化剂存在的条件下,与水蒸汽反应。按照变换温度分,变换工艺可分为高温变换和中温变换。近年来,由于注重对资源的节约,在变换单元的工艺设置上,开始采用CO高温变换加低温变换的两段变换工艺设置,以近一步降低原料的消耗。随着氢能源的不断发展和应用需求的增加,变压吸附提氢吸附剂的研究和开发将成为氢能源的重要研究方向之一。大型变压吸附提氢吸附剂生产厂家

吸附剂的再生可以通过降低压力或提高温度来实现,这可以释放被吸附的氢气并恢复吸附剂的活性。大型变压吸附提氢吸附剂生产厂家

变压吸附简称 PSA,是对气体混合物进行提纯的工艺过程。该工艺是以多孔性固体物质(吸附剂)内部表面对气体分子的物理吸附为基础,在两种压力状态直接工作的可逆的物理吸附过程。它是根据混合气体中杂质组分在高压下具有较大的吸附能力,在低压下又有较小的吸附能力,而理想组分 H2 无论在高压下还是在低压下都具有较小的吸附能力的原理。在高压下,增加杂质分压以便将其尽量多的吸附于吸附剂上,从而达到高的产品纯度:吸附剂的解析或再生在低压下进行,尽量减少吸附剂上杂质的残余量,以便在下个循环再次吸附杂质。大型变压吸附提氢吸附剂生产厂家

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