变压吸附煤气制氢工艺:制气原理煤气制氢变压吸附(PSA)技术是利用吸附剂表面对于气体分子的物理吸附作用,吸附剂在等压下容易吸附高沸点组分,不易吸附低沸点组分。当压力增大时,吸附能力增加。煤气在经过吸附剂时,相对于氢气沸点较高的其他气体组分被选择地吸附在吸附剂上,而氢气则通过吸附剂,达到氢气与其他气体组分分离的目的。然后在减压升温的条件下,吸附剂上的其他气体组分脱离实现吸附剂的再生焦炉煤气是制氢的主要原料,温度40C压力5~15kPa,焦炉煤气中 CH以后的组分是沸点较高的组分,与吸附剂结合吸附性较强。采用变温解析先除掉这些组分,再进行变压吸附除掉其他气体组分,以制得较高纯度的氢气。变压吸附提氢吸附剂可以通过改变吸附剂的孔径大小来调节氢气的吸附量。吉林甲醇重整变压吸附提氢吸附剂
变压吸附操作由于吸附剂的热导率较小,吸附热和解吸热所引起的吸附剂床层温度变化不大,故可将其看成等温过程,它的工况近似地沿着常温吸附等温线进行,在较高压力(P2)下吸附,在较低压力(P1)下解吸,变压吸附既然沿着吸附等温线进行,从静态吸附平衡来看,吸附等温线的斜率对它的是影响很大的,直线型吸附等温线的吸附量比曲线型(Langmuir型)的要来得大。吸附常常是在压力环境下进行的,变压吸附提出了加压和减压相结合的方法,它通常是由加压吸附、减压再组成的吸附一解吸系统。在等温的情况下,利用加压吸附和减压解吸组合成吸附操作循环过程。吸附剂对吸附质的吸附量随着压力的升高而增加,并随着压力的降低而减少,同时在减压《降至常压或抽真空)过程中,放出被吸附的气体,使吸附剂再生,外界不需要供给热量便可进行吸附剂的再生。因此,变压吸附既称等温吸附,又称无热再生吸附。 重庆新型变压吸附提氢吸附剂吸附剂是变压吸附提氢技术的关键,其性能直接影响到氢气的纯度和产率。
在制氢站中,氢气既是重要的生产要素,又潜藏着严重的安全。作为一种易燃易爆的气体,氢气的泄漏可能会引发严重的火灾。因此,识别可能的氢气泄漏点在制氢站的安全运行至关重要。这些可能的泄漏点主要包括电解槽、气体冷却器、压缩机、储罐区、充装口/卸料口、管道系统、安全阀/泄压阀等。为了防范这些潜在的隐患,因此在这些位置需要安装氢气传感器,持续监测这些区域的气体浓度。氢气泄漏不仅直接威胁到人体的安全,如可能导致皮肤或高温灼伤,而且还可能产生大量的紫外线和次生火灾产生的等有害物质,对人体健康构成潜在危害。此外,高浓度的氢气可能导致缺氧,从而对人的生命安全构成威胁。因此,我们必须采取严格的措施来确保制氢站的安全运行,并在发生泄漏时迅速地响应,减少对人员的危害。
氢能因为其清洁无污染、单位质量能量密度高、可存储、可再生、来源广等优势,成为各国竞相开发新能源的技术,甚至被称为21世纪的“能源”[1]。氢气目前主要作为工业生产的基础原料,广泛应用于各种化工行业,包括炼油、合成氨、合成甲醇等。由于近年来燃料电池技术的逐步成熟和燃料电池汽车的商业化推广,氢气作为动力燃料的潜力日益受到各界重视,预计在2050年,其占到我国能源消费比例将达到10%[2],有望逐步取代传统汽柴油,彻底改变人类的动力能源。变压吸附提氢技术在不断进步和完善,未来有望实现更加高效、环保的氢气提取,为社会的可持续发展做出贡献。
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。变压吸附提氢吸附剂可以在不同压力下实现氢气的连续吸附和解吸。重庆新型变压吸附提氢吸附剂
变压吸附过程中,吸附剂的压力和温度会不断变化。吉林甲醇重整变压吸附提氢吸附剂
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。吉林甲醇重整变压吸附提氢吸附剂
氢气作为能源载体,本身并不含有碳元素,其是否能发挥脱碳作用取决于其生产方式。根据可再生能源机构报道,按照氢气的来源,可以将其划分为绿氢、蓝氢和灰氢。其中,通过可再生能源电力电解水制取的氢气为绿氢,这一过程中没有二氧化碳(CO2)的产生,实现100%绿色氢气生产;通过化石燃料制取氢气(如天然气裂解制氢、含氢工业尾气提取氢气等),产生的CO2会被捕集、存储并被利用,整个过程实现CO2零排放,生产的氢气被认为是蓝氢;而通过化石燃料生产氢气,产生的CO2直接排放到大气中,生产的氢气称为灰氢。从碳中和目标的角度而言,要实现脱碳,绿氢是终的选择。高温重整制氢是一种常用的氢气生产方法,其原理主要涉及到两个步...