河南变压吸附提氢吸附剂设计

    变压吸附是一种新型气体吸附分离技术，它有如下特点(1)产品纯度高。(2)一般可在室温和不高的压力下工作，床层再生时不用加热，节能经济。(3)设备简单，操作、维护简便。(4)连续循环操作，可完全达到自动化。因此，当这种新技术问世后，就受到各国工业界的关注，竞相开发和研究，发展迅速，并日益成熟。任何一种吸附对于同一被吸附气体(吸附质》来说，在吸附平衡情况下，温度越低，压力越高，吸附量越大。反之，温度越高，压力越低，则吸附量越小。因此，气体的吸附分离方法，通常采用变温吸附或变压吸附两种循环过程。如果压力不变，在常温或低温的情况下吸附，用高温解吸的方法，称为变温吸附《简称TSA)。显然，变温吸附是通过改变温度来进行吸附和解吸的。变温吸附操作是在低温(常温)吸附等温线和高温吸附等温线之间的垂线进行，由于吸附剂的比热容较大，热导率(导热系数)较小，升温和降温都需要较长的时间，操作上比较麻烦，因此变温吸附主要用于含吸附质较少的气体净化方面。如果温度不变，在加压的情况下吸附，用减压(抽真空)或常压解吸的方法，称为变压吸附。可见，变压吸附是通过改变压力来吸附和解吸的。 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。河南变压吸附提氢吸附剂设计

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）。江西推广变压吸附提氢吸附剂变压吸附提氢技术是一种高效、环保的氢气提取方法，利用吸附剂的吸附特性，将氢气从混合气体中分离出来。

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。

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。活性炭是一种多孔性吸附剂，具有吸附能力强、成本低等优点，适用于从低浓度氢气中提纯氢气。

    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。 这种吸附剂可以在不同压力和温度下实现氢气的选择性吸附。小型变压吸附提氢吸附剂设计

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。河南变压吸附提氢吸附剂设计

天然气水蒸汽重整制氢、甲醇水蒸汽重整制氢、电解水制氢大型制氢：天然气水蒸汽重整制氢占主导地位：（1）天然气既是原料气也是燃料气，无需运输，氢能耗低，消耗低，氢气成本。（2）自动化程度高，安全性能高。（3）天然气制氢投资较高，适合大规模工业化生产，一般制氢规模在5000Nm3/h以上时选择天然气制氢工艺更经济小型制氢、高纯氢采用电解水方法：水电解制氢技术自开发以来一直进展不大，其主要原因是需要耗用大量的电能，电价的昂贵，用水电解制氢都不经济。电解水制氢，规模一般小于200Nm3/h，是较成熟的制氢方法,由于它的电耗较高，致其单位氢气成本较高。甲醇水蒸汽重整制氢是中小型制氢的（1）甲醇蒸汽重整制氢与大规模的天然气制氢或水电解制氢相比，投资省，能耗低。由于反应温度低，工艺条件缓和，燃料消耗也低。与同等规模的天然气制氢装置相比，甲醇蒸汽转化制氢的能耗约是前者的50%。（2）甲醇蒸汽重整制氢所用的原料甲醇易得，运输，储存方便。而且所用的原料甲醇纯度高，不需要再进行净化处理，反应条件温和，易于操作。 河南变压吸附提氢吸附剂设计