清洁能源转型路径电解水制氢碱性电解(ALK):技术成熟,成本约400-600美元/千瓦,中国西北风光资源区已建百兆瓦级项目18。质子交换膜(PEM):效率达70-80%,适配可再生能源波动,但依赖贵金属催化剂(铂、铱)28。生物质制氢气化法:将秸秆等生物质转化为合成气,欧洲HyFlexFuel项目已验证可行性,能效35-50%36。微生物发酵:利用产氢菌分解有机物,产率约2-3 mol H₂/mol葡萄糖,原料收集成本占总投资40%以上46。吸附剂的再生是变压吸附提氢过程中的关键环节。江苏变压吸附提氢吸附剂排名
变压吸附提氢技术基于吸附剂对不同气体吸附能力的差异,并通过压力的周期性变化实现气体的分离与提纯。在特定条件下,吸附剂对混合气中的杂质气体,如二氧化碳、一氧化碳、甲烷和水等,展现出更强的吸附亲和力,而氢气则相对难以被吸附,从而得以通过吸附床层流出。当吸附剂吸附饱和后,降低系统压力,被吸附的杂质气体从吸附剂表面脱附,使吸附剂有吸附能力,这一过程称为再生。通过多个吸附塔的交替操作,实现连续的氢气提纯。该技术的在于吸附剂的选择,吸附剂的性能直接决定了氢气的纯度和回收率,以及装置的运行成本和稳定性。常见的吸附剂有活性炭、分子筛和活性氧化铝等,它们在不同的压力、温度和气体组成条件下,对杂质气体表现出独特的吸附特性,这些特性为优化变压吸附工艺提供了基础。 山东变压吸附提氢吸附剂费用黄氢的生产同样通过电解,但其能源来自公共电网。
传统工业化路径化石能源制氢蒸汽甲烷重整(SMR):以天然气为原料,通过高温催化反应生成氢气,成本约1.5-2.5美元/千克,但碳排放量达10-12 kg CO₂/kg H₂13。煤气化:利用煤炭与水蒸气反应生成合成气(H₂+CO),中国富煤地区普遍采用,能效约50-60%13。工业副产氢氯碱工业:电解食盐水副产高纯度氢气(99.9%),中国年副产量超300万吨,但利用率不足20%35。焦炉煤气:含氢量55-60%,需变压吸附(PSA)提纯,山西等地就近用于氢燃料电池车56。
变压吸附提氢技术具有诸多优势。其一,它能够产出高纯度氢气,纯度通常可达到 99.9% 以上,甚至在一些应用场景中能达到 99.999%,满足电子、化工等行业对高纯度氢气的严格要求。其二,该技术能耗相对较低,相比其他氢气提纯方法,如深冷分离法,PSA 不需要低温环境,减少了制冷设备的能耗。其三,变压吸附装置操作灵活,可根据原料气组成和氢气需求的变化,方便地调整操作参数,实现装置的稳定运行。此外,其工艺流程相对简单,设备占地面积小,投资成本相对较低,且装置启动和停止迅速,能够快速适应生产需求的波动。为了满足不同温度下的制氢需求,催化剂的配方和制备工艺需要进行优化。
变压吸附提氢的挑战与机遇:尽管变压吸附提氢技术具有诸多优点,但在实际应用过程中仍面临一些挑战。例如,如何进一步提高吸附剂的吸附能力和再生效率、如何降低能耗和生产成本等问题仍需解决。同时,随着新能源产业的快速发展和氢气需求的不断增加,变压吸附提氢技术也迎来了新的发展机遇。变压吸附提氢的未来展望:未来,变压吸附提氢技术有望在更多领域得到应用和推广。随着技术的不断进步和成本的进一步降低,变压吸附提氢将成为氢气提纯领域的主流技术之一。同时,该技术还将与其他清洁能源技术相结合,共同推动能源结构的转型和升级。红氢与绿氢类似,也是通过电解生产的,但能源来自核电站。河北撬装变压吸附提氢吸附剂
变压吸附与膜分离集成工艺展现出协同效应。江苏变压吸附提氢吸附剂排名
常见吸附剂种类:目前,在变压提氢工艺中常用的吸附剂有活性炭、分子筛和活性氧化铝等。活性炭具有发达的孔隙结构和较大的比表面积,对多种有机杂质和部分无机杂质有良好的吸附性能,价格相对较低且来源***。分子筛则具有均匀的微孔结构,根据分子尺寸和形状进行筛分吸附,对水、二氧化碳等极性分子有很强的吸附选择性,能够深度脱除杂质。活性氧化铝对水和某些酸性气体有较好的吸附能力,常作为预处理吸附剂用于脱除原料气中的水分。江苏变压吸附提氢吸附剂排名