目前工業(yè)上大多采用物理法中的變壓吸附法(PSA)提純氫氣,也是目前成熟的氫氣提純技術(shù),可以得到純度為99.999%的氫氣。PSA分離技術(shù)的基本原理是基于在不同壓力下,吸附劑對(duì)不同氣體的選擇性吸附能力不同,利用壓力的周期性變化進(jìn)行吸附和解吸,從而實(shí)現(xiàn)氣體的分離和提純。根據(jù)原料氣中不同雜質(zhì)種類,吸附劑可選取分子篩、活性炭、活性氧化鋁等。近年來(lái),PSA技術(shù)逐漸完善,通過(guò)增加均壓次數(shù),可降低能量消耗;采用抽空工藝,氫氣的回收率可提高到95%~97%。在變壓吸附過(guò)程中,吸附劑的再生和循環(huán)使用也是非常重要的.廣西新型變壓吸附提氫吸附劑
吸附劑在不同原料氣中的應(yīng)用適應(yīng)性不同。來(lái)源的原料氣組成復(fù)雜多樣,變壓吸附提氫吸附劑需要具備良好的應(yīng)用適應(yīng)性。對(duì)于以重整氣為原料氣的情況,其中主要雜質(zhì)為一氧化碳、二氧化碳和少量的甲烷等。針對(duì)這種原料氣,采用對(duì)一氧化碳和二氧化碳具有高吸附選擇性的吸附劑,如銅基吸附劑或改性分子篩吸附劑,能夠地將雜質(zhì)去除,得到高純度的氫氣。而對(duì)于來(lái)自煉廠氣的原料氣,除了常見(jiàn)雜質(zhì)外,還可能含有一定量的硫化氫等含硫氣體,此時(shí)需要吸附劑不僅具備提氫能力,還要有一定的脫硫能力,可選用經(jīng)過(guò)特殊處理的活性炭吸附劑或添加了脫硫活性組分的復(fù)合吸附劑。在生物質(zhì)氣化氣制氫中,原料氣中含有較多的水蒸氣和焦油等雜質(zhì),這就要求吸附劑具有良好的耐水性和抗焦油中毒能力,經(jīng)過(guò)疏水處理的分子篩吸附劑或具有特殊孔道結(jié)構(gòu)的吸附劑能夠更好地適應(yīng)這種復(fù)雜的原料氣環(huán)境。 河北變壓吸附提氫吸附劑設(shè)備變壓吸附設(shè)備簡(jiǎn)單,操作、維護(hù)簡(jiǎn)便。
在眾多因素中,甲醇制氫設(shè)備的運(yùn)營(yíng)成本和維護(hù)成本是評(píng)估其經(jīng)濟(jì)性的重要指標(biāo)。首先,運(yùn)營(yíng)成本主要包括甲醇原料成本、工藝能耗成本以及人工成本等。其中,甲醇原料成本是運(yùn)營(yíng)成本的主要部分。甲醇價(jià)格的波動(dòng)會(huì)直接影響制氫成本,進(jìn)而影響到運(yùn)營(yíng)成本的穩(wěn)定性。工藝能耗成本則受到生產(chǎn)工藝和設(shè)備水平的影響,一般占比約20%。人工成本則涉及設(shè)備運(yùn)行和維護(hù)所需的人員工資和相關(guān)費(fèi)用。而維護(hù)成本主要包括設(shè)備定期維護(hù)、保養(yǎng)和修理等費(fèi)用。這些費(fèi)用與設(shè)備的維護(hù)周期、維護(hù)內(nèi)容以及維護(hù)所需的材料和人工等因素有關(guān)。通常,維護(hù)成本也約占制氫總成本的20%左右,在進(jìn)行具體的經(jīng)濟(jì)評(píng)估時(shí),需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行詳細(xì)分析和測(cè)算。此外,為了降低甲醇制氫設(shè)備的運(yùn)營(yíng)成本和維護(hù)成本,可以采取一些措施,如優(yōu)化生產(chǎn)工藝、提高設(shè)備效率、加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)和管理、合理采購(gòu)和儲(chǔ)存原料等。,這些措施有助于降低能耗、減少故障和停機(jī)時(shí)間,從而提高設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性和競(jìng)爭(zhēng)力。
變壓吸附是一種新型氣體吸附分離技術(shù),它有如下特點(diǎn)(1)產(chǎn)品純度高。(2)一般可在室溫和不高的壓力下工作,床層再生時(shí)不用加熱,節(jié)能經(jīng)濟(jì)。(3)設(shè)備簡(jiǎn)單,操作、維護(hù)簡(jiǎn)便。(4)連續(xù)循環(huán)操作,可完全達(dá)到自動(dòng)化。因此,當(dāng)這種新技術(shù)問(wèn)世后,就受到各國(guó)工業(yè)界的關(guān)注,競(jìng)相開(kāi)發(fā)和研究,發(fā)展迅速,并日益成熟。任何一種吸附對(duì)于同一被吸附氣體(吸附質(zhì)》來(lái)說(shuō),在吸附平衡情況下,溫度越低,壓力越高,吸附量越大。因此,氣體的吸附分離方法,通常采用變溫吸附或變壓吸附兩種循環(huán)過(guò)程。如果壓力不變,在常溫或低溫的情況下吸附,用高溫解吸的方法,稱為變溫吸附《簡(jiǎn)稱TSA)。變壓吸附技術(shù)是以吸附劑(多孔固體物質(zhì))內(nèi)部表面對(duì)氣體分子的物理吸附為基礎(chǔ),利用吸附劑在相同壓力下易吸附高沸點(diǎn)組份、不易吸附低沸點(diǎn)組份和高 壓下吸附量增加(吸附組份)低壓下吸附量減小(解吸組份)的特性。將原料氣在壓力下通過(guò)吸附劑床層,相對(duì)于氫的高沸點(diǎn)雜質(zhì)組份被選擇性吸附,低沸點(diǎn)組份的氫不易吸附而通過(guò)吸附劑床層(作為產(chǎn)品輸出),達(dá)到氫和雜質(zhì)組份的分離。然后在減壓下解吸被吸附的雜質(zhì)組份使吸附劑獲得再生,已利于下一次再次進(jìn)行吸附分離雜質(zhì)。 碳分子篩是一種以碳為原料,經(jīng)特殊的碳沉積工藝加工而成的專門用于提純空氣中的氮?dú)獾奈絼?/p>
根據(jù)制氫的方式,可以將其劃分為三種:綠氫、灰氫和藍(lán)氫。1.綠氫是指通過(guò)可再生能源(如風(fēng)電、水電、太陽(yáng)能)制氫,也就是通過(guò)利用點(diǎn)解水來(lái)制氫,在制氫過(guò)程完全沒(méi)有碳排放。2.灰氫是指利用化石能源(煤炭、石油、天然氣)制氫,也就是從化石能源中提取氫,在制氫過(guò)程中必然存在環(huán)境污染和二氧化碳排放。3.藍(lán)氫是指使用石化能源(煤炭、石油、天然氣)制氫,其實(shí)與灰氫制取過(guò)程一致,區(qū)別在于在制氫過(guò)程中利用碳捕集和碳封存(CCS)技術(shù),不讓二氧化碳排放到空氣中。吸附劑的再生與循環(huán)利用有助于降低變壓吸附提氫的整體成本。海南國(guó)內(nèi)變壓吸附提氫吸附劑
吸附劑的多孔結(jié)構(gòu)能有效捕獲并分離氫氣。廣西新型變壓吸附提氫吸附劑
氫的特點(diǎn):發(fā)熱值除了核燃料外,氫的發(fā)熱值,達(dá)到142,351千焦耳/千克。氫的熱值是汽油發(fā)熱值的3倍,可見(jiàn)其能量效應(yīng)。
氫的燃燒性能非常好,與空氣混合時(shí),燃燒范圍廣,燃點(diǎn)高,速度快。
環(huán)境性與其他燃料相比,氫沒(méi)有毒,燃燒時(shí)清潔。氫燃燒后,除生成水和少量氨氣外不會(huì)產(chǎn)生對(duì)環(huán)境有害的污染物。而氨氣經(jīng)過(guò)適當(dāng)處理后也不會(huì)污染生態(tài)和環(huán)境。氫燃燒生成的水,還可以繼續(xù)用來(lái)制氫,如此可以循環(huán)反復(fù)利用。
利用方式氫的利用方式比較靈活,可以作為燃料用來(lái)燃燒,也可以生產(chǎn)燃料電池,當(dāng)然也可以轉(zhuǎn)換成固態(tài)作為結(jié)構(gòu)材料。 廣西新型變壓吸附提氫吸附劑