PEM,是质子交换膜(Proton Exchange Membrane)的英文缩写,PEM电解水制氢是一种新兴的制氢技术。它的工作原理是水分子首先在阳极催化剂(如贵金属铱催化剂)的催化作用下分解成氧气和氢正离子(H+),随后H+穿过阴阳极之间的PEM膜,进而在阴极催化剂(如贵金属铂催化剂)的催化下生成氢气。由于在阴极产生的氢气和阳极产生氧气会被PEM膜分隔开来,因此PEM电解水制氢的产氢纯度高(>99.99%)。并且具有能量转化效率高、响应速度快、占地面积小等优点。PEM电解水制氢作为一种绿色高效的制氢技术,将助力“双碳”目标的实现起到重要促进作用。吸附剂是变压吸附提氢技术的关键部分,它具有高吸附容量、高选择性和良好的再生性能,能够吸附和释放氢气。四川加工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。 浙江节能变压吸附提氢吸附剂在变压吸附过程中,控制温度和压力的变化是保证吸附和解吸顺利进行的关键因素。
天然气制氢工艺的改进通过对转化炉、热量回收系统等进行改造可以实现成本节约、降低对天然气原料的消耗,这种技术通过对原料的消耗,这种技术通过对天然气加氢脱硫和在转化炉中放置适量的特殊催化剂进行裂解重整,生成二氧化碳、氢气和一氧化碳的转化气,之后再进行热量回收,经一氧化碳变换降低转化气中一氧化碳的含量、再通过PSA变压吸附提纯就可以得到纯净的氢气。天然气制氢装置中氢气提纯工艺主要是在适当条件下,将硅胶、活性炭、氧化铝等组成吸附床,并用吸附床将变换气中各杂质组分在适当的压力条件下进行吸附,不易被吸附的氢气就从吸附塔的出口输出,从而实现氢气的提纯。
氢气是合成氨、甲醇、炼油化工及其他相关行业的重要原料,随着作为二次能源载体的氢能产业的逐渐成熟,氢能成为当前有前景的清洁能源之一,尤其氢燃料电池汽车开始规模化发展,市场对氢气的需求量将呈现快速增长趋势。煤制氢低成本,但环境不友好。随着天然气产供储销产业链的完善、天然气开采技术的进步、储量巨大的页岩气等非常规天然气开发成本的不断降低,天然气制氢的技术经济优势越来越明显,该技术成为主要的制氢路线,从而将加快推进我国氢经济的发展。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。
天然气制氢的工艺流程由原料气处理、蒸汽转化、CO变换和氢气提纯四大单元组成。原料气处理单元主要是天然气的脱硫。原料气的处理量较大,因此在压缩原料气时,选择较大的离心式压缩机。水蒸气为氧化剂,在镍催化剂的作用下将烃类物质转化,得到制取氢气的转化气。转化炉的型式、结构各有特点,上、下集气管的结构和热补偿方式以及转化管的固定方式也不同。虽然对流段换热器设置不同,在蒸汽转化单元都采用了高温转化和相对较低水碳比的工艺操作参数设置有利于转化深度的提高,从而节约原料消耗。转化炉送來的原料气,含一定量的CO,变换的作用是使CO在催化剂存在的条件下,与水蒸汽反应。按照变换温度分,变换工艺可分为高温变换和中温变换。近年来,由于注重对资源的节约,在变换单元的工艺设置上,开始采用CO高温变换加低温变换的两段变换工艺设置,以近一步降低原料的消耗。变压吸附过程中,吸附剂的压力和温度会不断变化。福建推广变压吸附提氢吸附剂
不断研究和开发新型高效的吸附剂是推动变压吸附提氢技术发展的关键。四川加工变压吸附提氢吸附剂
吸附是指:当两种相态不同的物质接触时,其中密度较低物质的分子在密度较高的物质表面被富集的现象和过程。具有吸附作用的物质(一般为密度相对较大的多孔固体)被称为吸附剂,被吸附的物质(一般为密度相对较小的气体或液体)称为吸附质。吸附按其性质的不同可分为四大类即:化学吸附、活性吸附、毛细管凝缩和物理吸附。变压吸附(PSA)气体分离装置中的吸附主要为物理吸附。物理吸附是指依靠吸附剂与吸附质分子间的分子力(包括范德华力和电磁力)进行的吸附。其特点是:吸附过程中没有化学反应,吸附过程进行的极快,参与吸附的各相物质间的动态平衡在瞬间即可完成,并且这种吸附是完全可逆的。四川加工变压吸附提氢吸附剂
气力输送设备操作流程设备开启前先检查设备是否加注齿轮油,设备各部件是否完好,罗茨风机及旋转供料器的正反转,输送管道是否通畅。开启方式:先将罗茨风机开启,观察风机出口压力表压力,管道在畅通状态下压力几乎为零;然后开启台旋转供料器,把上面的手动插板阀慢慢打开,随着插板阀的打开物料会落入旋转供料器然后进入输送管道,压力表会有波动。根据物料的流动性和压力表的显示,可调整手动阀门的开度控制下料量。随时观察压力表的变化。有两台供料器的输送线路在台旋转供料器物料输送完毕后,关闭台旋转供料器,1-2分钟后,管道中物料输送完毕,再开启第二台旋转供料器,依次运行。停止方式:先将手动插板阀关闭(如果设备短时间停止的...