干燥塔的再生过程包括加热再生和吹冷两个步骤在加热再生过程中,另一路再生氢气首先经预干燥塔进行干燥,然后经加热器升温至140-160后冲洗需要再生的干燥塔,使吸附剂升温、其中的水分得以解吸出来,解吸气经冷却和分液后再与另一路氢气回合,然后去处于干燥状态的干燥塔进行干燥。在吹冷过程中,再生氢气直接去处于再生状态的干燥塔,将干燥塔温度降至常温,然后再经加热器加热后去预干燥塔,对预干燥塔中的干燥剂进行加温干燥,然后经冷却和分液后再与另一路氢气回合,去处于干燥状态的干燥塔进行干燥。这种吸附剂可以在不同气体压力下实现氢气的选择性吸附。江西新型变压吸附提氢吸附剂
在通常的工业变压吸附过程中,由于吸附-解吸循环的周期短(一般只有数分钟),吸附热来不及散失,恰好可供解吸之用,所以吸附热和解吸热引起的吸附床温度变化一般不大,吸附过程可近似看做等温过程,其特性基本符合Langmuir吸附等温方程在实际应用中,一般依据气源的组成、压力及产品要求的不同来选择PSATSA或PSA+TSA工艺变温吸附(TSA)法的循环周期长,但再生彻底,通长用于微量杂质或难解吸杂质的脱除变压吸附(PSA)法的循环周期短,吸附剂利用率高,吸附剂用量相对较少不需要外加换热设备,被用于大气量多组分气体的分离与纯化大型变压吸附提氢吸附剂设备价格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。
变压吸附气体分离工艺过程之所以得以实现是由于吸附剂在这种物理吸附中所具 有的两个基本性质:一是对不同组分的吸附能力不同,二是吸附质在吸附剂上的吸附 容量随吸附质的分压上升而增加,随吸附温度的上升而下降。利用吸附剂的性质,可实现对混合气体中某些组分的优先吸附而使其它组分得以提纯;利用吸附剂的 第二个性质,可实现吸附剂在低温、高压下吸附而在高温、低压下解吸再生,从而构 成吸附剂的吸附与再生循环,达到连续分离气体的目的。
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。变压吸附工艺通过改变吸附剂的压力来实现氢气的吸附和解吸,从而实现氢气的连续生产和分离。
我们现在主要使用的吸附剂有变压吸附硅胶、、高效 Cu 系吸附剂(PU-1)、基制氧吸附剂(PU-8)等。其中山东辛化生产的变压吸附硅胶是针对变压吸附气体分离技术开、研究的脱炭、提纯吸附剂。第三代 (SIN-03)同过特殊的吸附剂生产工艺,控制吸附剂的孔径分布及孔容,改变吸附剂的表面物理化学性质,使其具有吸附容量大,吸附、脱炭速度快,吸附选择性强,分离系数高,使用寿命长等特点。从空气中分离出富氧,该过程经过改进,于 60 年代投入了工业生产。80 年代,变压吸附技术的工业应用取得了突破性的进展,主要应用在氧氮分离、空气干燥与净化以及氢气净化等。其中,氧氮分离的技术进展是把新型吸附剂碳分子筛与变压吸附结合起来,将空气中的 O2 和 N2 加以分离,从而获得氮气。随着分子筛性能改进和质量提高,以及变压吸附工艺的不断改进,使产品纯度和回收率不断提高,这又促使变压吸附在经济上立足和工业化的实现。随着氢能源的不断发展和应用需求的增加,变压吸附提氢吸附剂的研究和开发将成为氢能源的重要研究方向之一。浙江高科技变压吸附提氢吸附剂
变压吸附提氢吸附剂可以通过改变吸附剂的晶体结构来调节氢气的吸附性能。江西新型变压吸附提氢吸附剂
天然气水蒸汽重整制氢、甲醇水蒸汽重整制氢、电解水制氢大型制氢:天然气水蒸汽重整制氢占主导地位:(1)天然气既是原料气也是燃料气,无需运输,氢能耗低,消耗低,氢气成本。(2)自动化程度高,安全性能高。(3)天然气制氢投资较高,适合大规模工业化生产,一般制氢规模在5000Nm3/h以上时选择天然气制氢工艺更经济小型制氢、高纯氢采用电解水方法:水电解制氢技术自开发以来一直进展不大,其主要原因是需要耗用大量的电能,电价的昂贵,用水电解制氢都不经济。电解水制氢,规模一般小于200Nm3/h,是较成熟的制氢方法,由于它的电耗较高,致其单位氢气成本较高。甲醇水蒸汽重整制氢是中小型制氢的(1)甲醇蒸汽重整制氢与大规模的天然气制氢或水电解制氢相比,投资省,能耗低。由于反应温度低,工艺条件缓和,燃料消耗也低。与同等规模的天然气制氢装置相比,甲醇蒸汽转化制氢的能耗约是前者的50%。(2)甲醇蒸汽重整制氢所用的原料甲醇易得,运输,储存方便。而且所用的原料甲醇纯度高,不需要再进行净化处理,反应条件温和,易于操作。 江西新型变压吸附提氢吸附剂