氢气纯化方法主要分为物理法、化学法和膜分离法。物理法中的深冷分离法是利用原料气中不同组分的相对挥发度的差异来实现氢气的分离和提纯。与甲烷和其他轻烃相比,氢具有较高的相对挥发度。随着温度的降低,碳氢化合物、二氧化碳、一氧化碳、氮气等气体先于氢气凝结分离出来。深冷分离法的成本高,对不同原料成分处理的灵活性差,有时需要补充制冷,通常适用于含氢量比较低且需要回收分离多种产品的提纯处理。金属钯膜扩散法的原理是基于钯膜对氢气有良好的选择透过性。在300~500℃下,氢吸附在钯膜上,并电离为质子和电子。在浓度梯度的作用下,氢质子扩散至低氢分压侧,并在钯膜表面重新耦合为氢分子。由于钯复合膜对氢气有独特的透氢选择性,其几乎可以去除氢气外所有杂质,分离得到的氢气纯度高、回收率高。为防止钯膜的中毒失效,钯膜提纯技术对原料气中的CO、H2O、O2等杂质含量要求较高,需预先脱除。此外,钯复合膜的生产成本较高,透氢速度低,无法实现大规模工业化的应用。 科学家仍在努力将地球上的太阳能、风能、海洋能等可再生能源,再度转化为氢这一清洁、高密度的能源形式。自热式变压吸附提氢吸附剂设备
氢气作为一种无色无味的气体,能够通过多种方式生产,根据生产过程中使用的能源和产生的环境影响可分为不同种类。绿氢是的氢能源,通过电解可再生能源来生产。由于能源来自可再生来源,绿氢被认为是应对气候变化的重要能源。当供电解用的能源来自于像风,水或太阳能这样的可再生能源时,就是绿氢。红氢与绿氢类似,也是通过电解生产的,但能源来自核电站。虽然会产生放射性废物,但这些废物可被回收,使得红氢具有绿色属性。黄氢的生产同样通过电解,但其能源来自公共电网。然而,如果电网主要依赖化石燃料,黄氢的环境影响将受到限制。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。内蒙古变压吸附提氢吸附剂供应商家变压吸附,是一种新型分离技术。
氢气在工业上的应用早已非常广。化石燃料制氢是氢气资源的主要来源,包括煤制氢、天然气制氢等,绿氢的比例极低,不足1%。氢气作为工业原料用于合成氨、合成甲醇、石油炼化等,其作为燃料直接燃烧用于工业供热的比例也近15%。因此,在工业中绿氢取代灰氢或者蓝氢也具有相当大的规模和潜力。常规的电力来源于化石能源,但是会带来严重的碳排放及环境污染,在碳中和的发展原则下,尤其国家鼓励新能源电力“能建尽建、能发尽发”,新能源电力的比重将不断增大,其也将以绿氢作为载体应用于工业领域。
目前工业上大多采用物理法中的变压吸附法(PSA)提纯氢气,也是目前成熟的氢气提纯技术,可以得到纯度为99.999%的氢气。PSA分离技术的基本原理是基于在不同压力下,吸附剂对不同气体的选择性吸附能力不同,利用压力的周期性变化进行吸附和解吸,从而实现气体的分离和提纯。根据原料气中不同杂质种类,吸附剂可选取分子筛、活性炭、活性氧化铝等。近年来,PSA技术逐渐完善,通过增加均压次数,可降低能量消耗;采用抽空工艺,氢气的回收率可提高到95%~97%。特制的变压提氢吸附剂适应多种气体工况。
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。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)。变压吸附技术是以吸附剂(多孔固体物质)内部表面对气体分子的物理吸附为基础,利用吸附剂在相同压力下易吸附高沸点组份、不易吸附低沸点组份和高 压下吸附量增加(吸附组份)低压下吸附量减小(解吸组份)的特性。将原料气在压力下通过吸附剂床层,相对于氢的高沸点杂质组份被选择性吸附,低沸点组份的氢不易吸附而通过吸附剂床层(作为产品输出),达到氢和杂质组份的分离。然后在减压下解吸被吸附的杂质组份使吸附剂获得再生,已利于下一次再次进行吸附分离杂质。 吸附剂在这种物理吸附中对不同组分的吸附能力不同。自热式变压吸附提氢吸附剂设备
氢能作为各个能源之间的桥梁。自热式变压吸附提氢吸附剂设备
绝热转化制氢技术在当前的特点就是其反应原料为部分氧化反应,能够提高天然气制氢装置的能力,可以更好地速度步骤。天然气转化制氢工艺主要采用的是空气痒源,设计的含有氧分布器的反应器可解决催化剂床层热点问题及能量的合理分配,催化材料的反应稳定性也因床层热点降低而得到较大提高,天然气绝热转化制氢在加氢站小规模现场制氢更能体现其生产能力强的特点,并且该新工艺具有流程短和操作单元简单,通过该工艺能够降低成本和制氢成本,能够提高企业的经济效益。氢储能系统主要包括氢气储存系统、液氢和氢浆储存系统及固态氢储存系统,其中固态氢储存系统主要有金属氢化物储氢系统、络合氢化物储氢系统、化学氢化物储氢系统和物理吸附储氢系统。三、氢输送系统氢输送系统主要包括氢气输送系统、液氢和氢浆输送系统。氢气输送系统主要有氢气长管拖车和氢气管道系统,液氢和氢浆输送系统主要有槽罐车和低温绝热管道系统。自热式变压吸附提氢吸附剂设备
甲醇制氢技术主要基于甲醇的催化重整或水解反应,产生氢气和二氧化碳或水。这前列程包括甲醇的预处理、催化反应、气体分离和氢气纯化等步骤。当前,该技术的流程已经相对成熟,但仍有改进空间以提高效率和纯度 甲醇的来源主要有两种:天然气和煤炭。天然气甲醇的成本较低,但受天然气价格影响;煤炭甲醇的成本较高,但煤炭资源丰富。甲醇的价格波动直接影响制氢成本,进而影响技术的经济可行性。目前,甲醇制氢的效率已经相当高,但纯度方面仍有提升空间。高纯度的氢气对许多应用领域至关重要,因此,进一步提高氢气纯度是当前技术面临的一个重要挑战。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...