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。宁夏变压吸附提氢吸附剂设备
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。 黑龙江自热式变压吸附提氢吸附剂目前,变压吸附提氢吸附剂已经广泛应用于氢气储存、氢能源转换和氢气传输等领域,具有广阔的应用前景。
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。
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。这种吸附剂可以通过变压控制吸附和解吸氢气。
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。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。云南推广变压吸附提氢吸附剂
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。宁夏变压吸附提氢吸附剂设备
氢气是合成氨、甲醇、炼油化工及其他相关行业的重要原料,随着作为二次能源载体的氢能产业的逐渐成熟,氢能成为当前有前景的清洁能源之一,尤其氢燃料电池汽车开始规模化发展,市场对氢气的需求量将呈现快速增长趋势。煤制氢低成本,但环境不友好。随着天然气产供储销产业链的完善、天然气开采技术的进步、储量巨大的页岩气等非常规天然气开发成本的不断降低,天然气制氢的技术经济优势越来越明显,该技术成为主要的制氢路线,从而将加快推进我国氢经济的发展。宁夏变压吸附提氢吸附剂设备
绿氢,是通过风能或太阳能等可再生清洁能源发电,再利用这些清洁电能,以电解水方式制取氨气。绿氨在制取讨程中基本不产生温室气体,是目前复能发展的主要趋势,解决了氢能的来源和制职成本问题,就要考虑如何把复能送达各类应用场景并创新氢能利用方式。储存和运输,始终是人类能源利用的技术课题。复气密度小、易燃,因而体运成本高,存在安全,长期以来影响着氢能利用。为此,科学家们正尝试将氢转化为易健易运的氨或甲醇,进而实现绿氢大规摸应用。比如,以经典的哈伯一博施工艺借助氟气及氢气制取氨气,或利用新兴的电化学常压低能耗合成氨技术,实现“氢氨融合”,丰富了化肥工业等传统用氯行业及绿氨掺混发电、绿色船用然科等...