江西变压吸附提氢吸附剂设计

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。随着环保意识的提高和新能源的发展，变压吸附提氢技术将在未来发挥更加重要的作用。江西变压吸附提氢吸附剂设计

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。西藏变压吸附提氢吸附剂在哪里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。

 要在工业上实现分离还必须考虑吸附剂对各组的分离系数应尽可能大。所谓分离指数是指:达到吸附平衡时，(弱吸附组分在吸附床死空间残余量弱吸附组分在吸附床中的总量)与(强吸附组分在吸附床死空间残余量吸附组分在吸附床中的总量)之比。分离系数越大，分离越容易。一般而言，变压吸附气体分离装置中的吸附剂分离系数不宜小于3.另外，在工业变压吸附过程中还应考虑吸附与解吸间的矛盾。一般而言，吸附越容易则解吸越困难。如对于C5、C6等强吸附质就应选择吸附能力相对较弱的吸附剂，以使吸附容量适当而解吸较容易，而对于N2、02、CO等弱吸附质就应选择吸附能力相对较强的吸附剂如分子筛等;以使吸附容量更大、分离系数更高。此外，在吸附过程中，由于吸附床内压力是周期性变化的，吸附剂要经受气流的频繁冲刷，因而吸附剂还应有足够的强度和抗磨性。

甲醇在一定的温度、压力条件下通过催化剂，在催化剂的作用下,发生甲醇裂解反应，这是一个气固催化反应，(1)甲醇经加压、计量送入换热器，再经过过热器达到反应所需温度后送入裂解反应器。在固定床催化反应器内进行甲醇裂解反应，生成H2和CO。可根据用户需求，如需99.99%的纯氢，则增加变压吸附提氢即可。主要原料要求甲醇：符合GB338-2011，工业一级，纯度≥99.5%，氯离子≤0.1mg/L甲醇裂解装置操作温度:250~300℃操作压力:0.1~0.5MPa（可调）。在变压吸附过程中，吸附剂的再生和循环使用也是非常重要的，这可以降低生产成本并提高生产效率。

   甲醇制氢工艺包括气相重整法和液相法。甲醇气相重整制氢与乙醇重整制氢和烃类制氢工艺相比，具有反应温度低（200~300℃）及氢提纯步骤少的优点，液相法是近些年研究的新方向，目前处于实验室研究阶段，未实现工业化。甲醇裂解制氢甲醇裂解反应方程式为：CH3OH↔CO+2H2。该反应为合成气制甲醇的逆反应，是吸热反应。该反应动力学的研究目前已经有很多的报导，目前研究的重点是新型高活性、选择性和稳定性催化剂的研制。甲醇裂解催化剂包括传统的Cu/ZnO催化剂、Cr-Zn催化体系、贵金属催化剂、CuCl-KCl/SiO2催化剂、分子筛和均相催化剂。但该工艺产物混合其中含有的一氧化碳含量较高，后续分离装置复杂。变压吸附提氢吸附剂是一种高效的氢气分离技术。青海智能变压吸附提氢吸附剂

不断研究和开发新型高效的吸附剂是推动变压吸附提氢技术发展的关键。江西变压吸附提氢吸附剂设计

目前氢气的生产主要来自于天然气制氢或者煤制氢，生产过程中会有二氧化碳产生，属于“灰氢”，而目前业界公认的发展方向是“绿氢”，即氢气生产过程中没有二氧化碳产生。当下绿氢主要的生产方式是电解水，通过电能提供能量，将水分子在电极上分解为氢气和氧气。电解水的主要生产设备是电解槽，按照电解质不同，可将电解槽分为3类，即碱性电解槽（AWE）、质子交换膜电解槽（PEM）、固体氧化物电解槽（SOEC）。目前碱性电解槽和质子交换膜电解槽已经工业化，而固体氧化物电解槽尚处于实验室阶段，还未商业化，所以无法对其制氢成本进行分析，下面主要对前两种电解槽的制氢成本进行量化分析。江西变压吸附提氢吸附剂设计