变压吸附,是一种新型分离技术,它有如下优点:(1)产品纯度高。(2)一般可在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。利用的平衡吸附量随组分分压升高而增加的特性,进行加压、减压的操作方法。吸附是放热过程,脱附是吸热过程,但只要吸附质浓度不大,吸附热和脱附热都不大,因此变压吸附仍可视作等温过程。变压吸附一般是常温操作,不须供热,故循环周期短,易于实现自动化,对大型化气体分离生产过程尤为适用。变压吸附的工业应用有:D空气和工业气体的:@高纯氢的制备:3空气分离制富氧或富氮空气(见彩图):@混合气体的分离如烷烃、烯烃的分离。@生物降解洗涤剂中间物,石脑油高纯度正构烷烃熔剂和异构体的分离:6,制取高纯度一氧化碳,回收利用工业尾气。 吸附剂的再生可以通过降低压力或提高温度来实现,这可以释放被吸附的氢气并恢复吸附剂的活性。国内变压吸附提氢吸附剂设备
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。黑龙江甲醇重整变压吸附提氢吸附剂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。
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)。
变压吸附(PSA)工序采用5-1-3PSA工艺,即装置有5个吸附塔组成,其中-个吸附塔始终处于进料吸附状态,其工艺过程由吸附、三次均压降压、顺放、逆放、冲洗、三次均压升压和产品升压等步骤组成,具体工艺如下经过预处理后的焦炉煤气自塔底进入吸附塔中正处于吸附工况的吸附塔,在吸附剂选择吸附的条件下,一次性出去氢以外的绝大部分杂质,获得纯度大于99.9%的粗氢气,从塔顶排出送净化工序当被吸附杂质的传质区前沿(成为吸附前沿)到达床层出口预留段某一位置时,停止吸附,转入再生过程。变压吸附提氢吸附剂的制备方法多样,可以通过改变吸附剂的成分、结构和处理条件等方式来调控其吸附性能。
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。山西定制变压吸附提氢吸附剂
针对不同的应用需求,研究和发展具有特殊结构和性能的吸附剂是变压吸附提氢技术的重要研究方向。国内变压吸附提氢吸附剂设备
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。这种压力下吸附杂质提纯氢气、减压下解吸杂质使吸附剂再生的循环便是变压吸附过程。多层变压吸附的作用在于:保证在任何时刻都有相同数量的吸附床处于吸附状态,使产品能连续稳定地输出:保证适当的均压次数,使产品有较高的提取率。在变压吸附过程中,吸附床内吸附剂解吸时依靠降低杂质分压实现的,本装置采用的方法是:常压解吸降低吸附床压力(泄压)逆放解吸冲洗解吸国内变压吸附提氢吸附剂设备