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。 变压吸附提氢技术不仅可以用于从气体混合物中分离氢气,还可以用于其他需要气体分离的应用领域。北京大型变压吸附提氢吸附剂
在PSA工艺中,通常吸附剂床层压力即使降至常压,被吸附的组分也不能完全解吸,因此根据降压解吸方式的不同又可分为两种工艺第一种,用产品气或其他不易吸附的组分对床层进行“冲洗”,使被吸附组分的分压降低,将较难解吸的杂质冲洗出来,其优点是在常压下即可完成,不再增加任何设备,但缺点是会损失产品气体,降低产品气的收率第二种,利用抽真空的办法降低被吸附组分的分压,使吸附的组分在负压下解吸出来,这就是通常所说的真空变压吸附。VPSA工艺的优点是再生效果好,产品收率高,但缺点是需要增加真空泵在实际应用过程中,究竟采用以上何种工艺,主要视原料气的组成性质、原料气压力、流量、产品要求以及工厂的场地等情况而定由于焦炉煤气提纯氢气的特点是:原料压力低,原料组分复杂并含有焦油、茶等难以解吸的重组分,产品纯度要求高。因而装置需采用“加压+TSA预处理+PSA氢提纯+脱氧+TSA千燥”流程。贵州变压吸附变压吸附提氢吸附剂这种吸附剂可以在不同湿度下高效地吸附氢气。
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。
甲醇部分氧化制氢甲醇部分氧化制氢是放热反应,可对外提供热量,其主要副产物为CO2,可降低CO含量。在以氧气作为氧化剂时,所产生的氢气浓度可达66%;但在以空气为氧化剂时,氢气浓度为41%。甲醇部分氧化与甲醇水蒸气重整反应相比,有以下优点:反应是放热反应,在接近230℃时,反应速度快,当用氧气代替水蒸气做氧化剂,效率更高。但用空气做氧化剂时,会带入氮气降低氢含量,为后续分离提出带来困难。潘相敏等[5]制备CuZnAlZr整体式催化剂,并考察了水醇比、氧醇比和液体空速等条件对该催化剂上甲醇氧化重整制氢反应的影响,实验得到***反应条件为水醇摩尔比1,氧醇摩尔比0.22,液体空速0.96h-1。亓爱笃等[8]在Cr-Zn氧化物催化剂上考察了各种工艺条件对甲醇氧化重整制氢过程的影响。通过正交试验对甲醇的转化率、氢气的选择率、氢产率和产物中CO、CO2的浓度影响程度为反应温度>氧醇比>水醇比。变压吸附提氢吸附剂可以通过调节压力实现氢气的选择性吸附。
在变压吸附气体分离装置常用的几种吸附剂中,活性氧化铝类属于对水有强亲和力的固体,一般采用三水合铝或三水铝矿的热脱水或热活化法制备,主要用于气体的干燥。硅胶类吸附剂属于一种合成的无定形二氧化硅,它是胶态二氧化硅球形粒子的刚性连续网络,一般是由硅酸钠溶液和无机酸混合来制备的,硅胶不仅对水有极强的亲和力,而且对烃类CO2等组分也有较强的吸附能力。活性炭类吸附剂的特点是:其表面所具有的氧化物基团和无机物杂质使表面性质表现为弱极性或无极性,加上活性炭所具有的特别大的内表面积,使得活性炭成为一种能大量吸附多种弱极性和非极性有机分子的广谱耐水型吸附剂。沸石分子筛类吸附剂是一种含碱土元素的结晶态偏硅铝酸盐,属于强极性吸附剂,有着非常一致的孔径结构和极强的吸附选择性D对CO、CH4、N2、Ar、02等均具有较高的吸附能力。碳分子筛是一种以碳为原料,经特殊的碳沉积工艺加工而成的专门用于提纯空气中的氮气的吸附剂,使其孔径分布非常集中,只比氧分子直径略大0因此非常有利于对空气中氮氧的分离。沸石是一种具有高吸附容量的吸附剂,可以实现对大量氢气的快速吸附和分离,适用于大规模氢气生产。上海甲醇重整变压吸附提氢吸附剂
变压吸附提氢吸附剂可以通过改变吸附剂的表面性质来调节氢气的吸附性能。北京大型变压吸附提氢吸附剂
变压吸附制氮装置是利用变压吸附原理进行制氮的专业制氮设备,变压吸附制氮设备是利用碳分子作为吸附剂把空气中的氧气和氮气所在筛孔穴内的扩散速度变出差异从而将空气中的氧气、氮气分离开来,氧气分子比氮气分子扩散速度快,所以先于氮气扩散到碳分子吸附剂的孔穴内,未能扩散到碳分子吸附剂孔穴内的氮气作为产品输出。当下使用变压吸附原理制氮、氢、氧的专业设备已经非常普及,程控阀这个部件在这些专业设备中相当于设备的心脏是设备完成整个工艺流程实现正常运行、可靠工作的关键,由于变压吸附装置的特殊性,需要大量的程控阀频繁动作,程控阀需要拥有非常良好的密闭性能才能稳定安全的完成变压吸附装置的工艺过程,才可以实现装置的正常运行、可靠工作,因此,程控阀的操作指标和要求均较一般阀门高得多,除了应具有良好的密闭性能和快速的启闭速度外,还必须能在频繁动作下,长期经受压力波动,抗疲劳。北京大型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...