在變壓吸附提氫工程實踐中,吸附劑選型與提氫工藝的適配性至關(guān)重要。不同的原料氣組成、雜質(zhì)含量和目標氫氣純度,需要選擇不同類型的吸附劑,并搭配相應的工藝參數(shù)。對于含二氧化碳和水較多的原料氣,可選擇先采用活性氧化鋁脫除水分,再用活性炭吸附二氧化碳的組合吸附方案。而對于對氫氣純度要求極高的應用場景,如電子行業(yè),分子篩或復合吸附劑可能更為合適。同時,吸附劑的顆粒大小、堆積密度等物理性質(zhì),也會影響吸附床層的壓降和傳質(zhì)效率,進而影響提氫工藝的整體性能。因此,在設(shè)計變壓吸附提氫裝置時,需綜合考慮原料氣特性、工藝要求和吸附劑性能,實現(xiàn)吸附劑與提氫工藝的比較好適配,確保裝置的高效穩(wěn)定運行。在高溫甲醇制氫過程中,催化劑通常需要在200-300C的高溫下運作。青海節(jié)能變壓吸附提氫吸附劑
吸附劑在不同原料氣中的應用適應性不同。來源的原料氣組成復雜多樣,變壓吸附提氫吸附劑需要具備良好的應用適應性。對于以重整氣為原料氣的情況,其中主要雜質(zhì)為一氧化碳、二氧化碳和少量的甲烷等。針對這種原料氣,采用對一氧化碳和二氧化碳具有高吸附選擇性的吸附劑,如銅基吸附劑或改性分子篩吸附劑,能夠地將雜質(zhì)去除,得到高純度的氫氣。而對于來自煉廠氣的原料氣,除了常見雜質(zhì)外,還可能含有一定量的硫化氫等含硫氣體,此時需要吸附劑不僅具備提氫能力,還要有一定的脫硫能力,可選用經(jīng)過特殊處理的活性炭吸附劑或添加了脫硫活性組分的復合吸附劑。在生物質(zhì)氣化氣制氫中,原料氣中含有較多的水蒸氣和焦油等雜質(zhì),這就要求吸附劑具有良好的耐水性和抗焦油中毒能力,經(jīng)過疏水處理的分子篩吸附劑或具有特殊孔道結(jié)構(gòu)的吸附劑能夠更好地適應這種復雜的原料氣環(huán)境。 天津變壓吸附提氫吸附劑生產(chǎn)廠家而對于對氫氣純度要求極高的應用場景,如電子行業(yè),分子篩或復合吸附劑可能更為合適。
變壓提氫吸附劑性能優(yōu)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(diào)控吸附劑的微觀結(jié)構(gòu)。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(xiàn)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(zhì)氣體的化學吸附能力,提高吸附選擇性。同時,優(yōu)化吸附劑的成型工藝也至關(guān)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(huán)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(tǒng)的運行穩(wěn)定性和經(jīng)濟性,從而使吸附劑在工業(yè)應用中發(fā)揮更優(yōu)的提氫效果。
變壓吸附提氫吸附劑在多個行業(yè)得到廣泛應用。在石油化工行業(yè),煉油廠催化重整裝置產(chǎn)生的含氫尾氣,通過變壓吸附提氫技術(shù),可將氫氣提純后回用于生產(chǎn)過程,提高氫氣的利用率,降低生產(chǎn)成本。在煤化工行業(yè),煤氣化過程中產(chǎn)生的合成氣含有大量氫氣,經(jīng)過變壓吸附提氫裝置處理,可獲得高純度氫氣,用于合成氨、甲醇等化工產(chǎn)品的生產(chǎn)。在冶金行業(yè),氫氣作為還原劑用于金屬冶煉,變壓吸附提氫技術(shù)可以為冶金過程提供高純度氫氣,提高金屬產(chǎn)品的質(zhì)量。此外,在燃料電池汽車領(lǐng)域,變壓吸附提氫技術(shù)為氫氣的制取和提純提供了可靠的技術(shù)支持,推動了氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。這些應用案例表明,吸附劑在變壓吸附提氫技術(shù)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用,為各行業(yè)的節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展做出了重要貢獻。 由于能源來自可再生來源,綠氫被認為是應對氣候變化的重要能源。
活性氧化鋁是一種多孔性、高分散度的固體材料,具有較大的比表面積和良好的機械強度。在變壓吸附提氫過程中,活性氧化鋁主要用于脫除原料氣中的水分。其對水分的吸附容量大,吸附速度快,且在較低的水蒸氣分壓下仍能保持較高的吸附效率。此外,活性氧化鋁還能吸附部分二氧化碳和硫化物,對保護下游吸附劑免受雜質(zhì)污染起到重要作用。活性氧化鋁的吸附性能受其孔徑分布和表面性質(zhì)的影響,通過調(diào)整制備工藝,可以獲得不同孔徑和表面活性的產(chǎn)品,以滿足不同的工藝需求。在再生過程中,活性氧化鋁可以通過加熱吹掃的方式脫除吸附的水分和雜質(zhì),恢復其吸附能力。由于活性氧化鋁價格相對較低,且再生性能良好,因此在變壓吸附提氫裝置中得到廣泛應用變壓吸附提氫技術(shù)具有操作簡便、設(shè)備投資少、能耗低、產(chǎn)品純度高等。河北自熱式變壓吸附提氫吸附劑
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(yōu)化。青海節(jié)能變壓吸附提氫吸附劑
吸附劑特性:優(yōu)良的變壓提氫吸附劑具有高選擇性,能夠精細地吸附雜質(zhì)氣體,而對氫氣的吸附量極小,從而保證氫氣的高純度產(chǎn)出。同時,它還具備較大的吸附容量,在單位質(zhì)量或體積的吸附劑上能夠吸附大量的雜質(zhì)氣體,提高吸附效率。此外,良好的機械強度也是關(guān)鍵特性之一,能確保吸附劑在多次吸附-脫附循環(huán)過程中不破碎、不粉化,延長使用壽命。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?;钚蕴烤哂邪l(fā)達的孔隙結(jié)構(gòu)和較大的比表面積,對多種有機雜質(zhì)和部分無機雜質(zhì)有良好的吸附性能,價格相對較低且來源***。分子篩則具有均勻的微孔結(jié)構(gòu),根據(jù)分子尺寸和形狀進行篩分吸附,對水、二氧化碳等極性分子有很強的吸附選擇性,能夠深度脫除雜質(zhì)?;钚匝趸X對水和某些酸性氣體有較好的吸附能力,常作為預處理吸附劑用于脫除原料氣中的水分。 青海節(jié)能變壓吸附提氫吸附劑