吸附平衡是指在一定的温度和压力下,吸附剂与吸附质充分接触,吸附质在两相中的分布达到平衡的过程,吸附分离过程实际上都是一个平衡吸附过程在实际的吸附过程中,吸附质分子会不断地碰撞吸附剂表面并被吸附剂表面的分子力束缚在吸附相中;同时,吸附相中的吸附质分子又会不断地从吸附分子或其他吸附质分子得到能力,从而克服分子力离开吸附相,当一定时间内进入吸附相的分子数和离开吸附相的分子数相等时,吸附过程就达到了平衡。在一定的温度和压力下,对于相同的吸附剂和吸附质,该动态平衡吸附量是一个定值。在压力高时,由于单位时间内撞击到吸附剂表面的气体分子数多,因而压力越高;动态平衡吸附容量也就越大,在温度高时,由于气体分子的动能大,能被吸附剂表面分子引力束缚的分子就少,因而温度越高平衡吸附容量也就越小。我们用不同温度下的吸附等温线来描述这一关系,吸附等温线就是在一定的温度下,测定出各气体组份在吸附剂上的平衡吸附量,将不同压力下得到的平衡吸附量用曲线连接而成的曲线。不同类型的吸附剂可以根据不同的应用场景进行选择,如硅胶,它们具有不同的性质,可以满足不同的提氢需求。海南耐高温变压吸附提氢吸附剂
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。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。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。内蒙古资质变压吸附提氢吸附剂通过优化工艺流程和控制参数,可以降低能耗和减少对环境的影响,从而实现绿色生产。
天然气制氢是把天然气通过化学反应转化为氢气的过程。大型天然气制氢反应器较为成熟,但适用于燃料电池的小微型天然气制氢反应器需将原料气预热、脱盐水加热及工艺蒸汽生产、空气预热、燃料及燃烧器、催化重整转化、烟气与工艺气换热等多个系统高度集成,设计和加工制造难度较大。每一个或几个固体氧化物燃料电池(SOFC)电堆发电,就需要至少匹配1台小微型天然气制氢反应器。小微型天然气制氢反应器还可经进一步处理,匹配质子交换膜燃料电池(PEFC)热电联供系统,适用于电厂冷却用氢及实验室用氢等小规模工业用氢场景,市场应用前景广阔。
近日,中国石油石化院氢提纯制燃料电池用氢吸附剂在中国石油华北石化分公司500Nm3/h重整氢变压吸附提纯工业装置完成工业应用,满负荷生产条件下,氢气收率达到86.3%(考核指标85%),产品质量满足GB/T37244-2018《质子交换膜燃料电池汽车用燃料氢气》和GB/T3634.2-2011《高纯氢》要求。发展氢能是中国石油保障国家能源安全、优化能源结构的战略选择,工业副产氢变压吸附提纯是目前低成本的燃料电池氢生产方式,而吸附剂的性能是决定副产氢提纯效率和产品质量的关键。此次自主研发吸附剂的工业应用成功,也标志着石化院开启了打通副产氢提纯技术开发自主化道路。在未来,变压吸附提氢技术将继续发挥重要作用,为人类的生产和生活提供更加清洁、高效的能源解决方案。
采用变压吸附分离气体工艺技术从甲醇烈解转化气中提纯氢气的原理是利用吸附剂对不同吸附质的选择性,以及吸附剂对吸附质的吸附容量随压力变化而存在差异的特性,在高压下吸附原料中的杂质组分使得氢气得以提纯低压下脱附这些杂质而使吸附剂获得再生,达到连续提纯氢气的目的。整个操作过程均在环境温度下进行,工艺过程完全实现了自动化控制。来自甲醇高位槽的甲醇和来自原料液储罐中的循环液,经过流量比例调节系统后,分别进入混合管充分混合,配置成规定比例的醇、水昆合液,由原料由下而上被脱盐水洗涤,除去未反应的甲醇和水后,再经气液分离器,分离液滴和缓冲后的转化气被送人变压吸附工序合格后的转化气经过一套吸附塔并联交器,被导热油加热汽化并过热至规定温度的醇、水昆合蒸气进入转化器中,同时完成催化裂解和转化反应,生成的高温转化气在换热器中被原料液冷却,再经冷凝器被循环冷却水冷却冷凝降温后进人净化塔替运行的变压吸附装置,分离杂质后,得到纯度和杂质含量都合格的产品氢气。随着技术的不断进步和应用领域的拓展,变压吸附提氢技术将为未来的可持续发展做出重要贡献。四川变压吸附提氢吸附剂设备
采用变压吸附技术可以有效地控制吸附剂的吸附/解吸过程,从而实现高效的氢气储存和释放。海南耐高温变压吸附提氢吸附剂
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。海南耐高温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。这种吸附剂可以在多种气体混合物中选择性地吸附氢气。江西变压吸...