吸附劑工業PSA-H2裝置所選用的吸附劑都是具有較大比表面積的固體顆粒,主要有:活性氧化鋁類活性炭類·硅膠類·分子篩類吸附劑另外還有針對某種組分選擇性吸附而研制的特殊吸附材料,如CO吸附劑和碳分子篩等吸附劑重要的物理特征包括孔容積、孔徑分布、表面積和表面性質等。不同的吸附劑由于有不同的孔隙大小分布、不同的比表面積和不同的表面性質,因而對混合氣體中的各組分具有不同的吸附能力和吸附容量。吸附劑對各種氣體的吸附性能主要是通過實驗測定的吸附等溫線和動態下的穿透曲線來評價的。優良的吸附性能和較大的吸附容量是實現吸附分離的基本條件.吸附劑是變壓吸附提氫技術的關鍵部分,它具有高吸附容量、高選擇性和良好的再生性能,能夠吸附和釋放氫氣。新疆天然氣變壓吸附提氫吸附劑
氫氣是合成氨、甲醇、煉油化工及其他相關行業的重要原料,隨著作為二次能源載體的氫能產業的逐漸成熟,氫能成為當前有前景的清潔能源之一,尤其氫燃料電池汽車開始規模化發展,市場對氫氣的需求量將呈現快速增長趨勢。煤制氫低成本,但環境不友好。隨著天然氣產供儲銷產業鏈的完善、天然氣開采技術的進步、儲量巨大的頁巖氣等非常規天然氣開發成本的不斷降低,天然氣制氫的技術經濟優勢越來越明顯,該技術成為主要的制氫路線,從而將加快推進我國氫經濟的發展。天津高科技變壓吸附提氫吸附劑變壓吸附提氫吸附劑可以通過改變吸附劑的孔徑大小來調節氫氣的吸附量。
天然氣制氫的工藝流程由原料氣處理、蒸汽轉化、CO變換和氫氣提純四大單元組成。原料氣處理單元主要是天然氣的脫硫。原料氣的處理量較大,因此在壓縮原料氣時,選擇較大的離心式壓縮機。水蒸氣為氧化劑,在鎳催化劑的作用下將烴類物質轉化,得到制取氫氣的轉化氣。轉化爐的型式、結構各有特點,上、下集氣管的結構和熱補償方式以及轉化管的固定方式也不同。雖然對流段換熱器設置不同,在蒸汽轉化單元都采用了高溫轉化和相對較低水碳比的工藝操作參數設置有利于轉化深度的提高,從而節約原料消耗。轉化爐送來的原料氣,含一定量的CO,變換的作用是使CO在催化劑存在的條件下,與水蒸汽反應。按照變換溫度分,變換工藝可分為高溫變換和中溫變換。近年來,由于注重對資源的節約,在變換單元的工藝設置上,開始采用CO高溫變換加低溫變換的兩段變換工藝設置,以近一步降低原料的消耗。
要在工業上實現分離還必須考慮吸附劑對各組的分離系數應盡可能大。所謂分離指數是指:達到吸附平衡時,(弱吸附組分在吸附床死空間殘余量弱吸附組分在吸附床中的總量)與(強吸附組分在吸附床死空間殘余量吸附組分在吸附床中的總量)之比。分離系數越大,分離越容易。一般而言,變壓吸附氣體分離裝置中的吸附劑分離系數不宜小于3.另外,在工業變壓吸附過程中還應考慮吸附與解吸間的矛盾。一般而言,吸附越容易則解吸越困難。如對于C5、C6等強吸附質就應選擇吸附能力相對較弱的吸附劑,以使吸附容量適當而解吸較容易,而對于N2、02、CO等弱吸附質就應選擇吸附能力相對較強的吸附劑如分子篩等;以使吸附容量更大、分離系數更高。此外,在吸附過程中,由于吸附床內壓力是周期性變化的,吸附劑要經受氣流的頻繁沖刷,因而吸附劑還應有足夠的強度和抗磨性。 變壓吸附過程中,吸附劑的壓力和溫度會不斷變化。
變壓吸附是一種新型氣體吸附分離技術,它有如下特點(1)產品純度高。(2)一般可在室溫和不高的壓力下工作,床層再生時不用加熱,節能經濟。(3)設備簡單,操作、維護簡便。(4)連續循環操作,可完全達到自動化。因此,當這種新技術問世后,就受到各國工業界的關注,競相開發和研究,發展迅速,并日益成熟。任何一種吸附對于同一被吸附氣體(吸附質》來說,在吸附平衡情況下,溫度越低,壓力越高,吸附量越大。反之,溫度越高,壓力越低,則吸附量越小。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過程。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《簡稱TSA)。顯然,變溫吸附是通過改變溫度來進行吸附和解吸的。變溫吸附操作是在低溫(常溫)吸附等溫線和高溫吸附等溫線之間的垂線進行,由于吸附劑的比熱容較大,熱導率(導熱系數)較小,升溫和降溫都需要較長的時間,操作上比較麻煩,因此變溫吸附主要用于含吸附質較少的氣體凈化方面。如果溫度不變,在加壓的情況下吸附,用減壓(抽真空)或常壓解吸的方法,稱為變壓吸附。可見,變壓吸附是通過改變壓力來吸附和解吸的。 變壓吸附提氫吸附劑可以通過改變吸附劑的化學組成來調節氫氣的吸附性能。西藏智能變壓吸附提氫吸附劑
變壓吸附提氫吸附劑可以在不同壓力下實現氫氣的連續吸附和解吸。新疆天然氣變壓吸附提氫吸附劑
在變壓吸附氣體分離裝置常用的幾種吸附劑中,活性氧化鋁類屬于對水有強親和力的固體,一般采用三水合鋁或三水鋁礦的熱脫水或熱活化法制備,主要用于氣體的干燥。硅膠類吸附劑屬于一種合成的無定形二氧化硅,它是膠態二氧化硅球形粒子的剛性連續網絡,一般是由硅酸鈉溶液和無機酸混合來制備的,硅膠不僅對水有極強的親和力,而且對烴類和CO,等組分也有較強的吸附能力。活性炭類吸附劑的特點是:其表面所具有的氧化物基團和無機物雜質使表面性質表現為弱極性或無極性,加上活性炭所具有的特別大的內表面積,使得活性炭成為一種能大量吸附多種弱極性和非極性有機分子的廣譜耐水型吸附劑。沸石分子篩類吸附劑是一種含堿土元素的結晶態偏硅鋁酸鹽,屬于強極性吸附劑,有著非常一致的孔徑結構和極強的吸附選擇性,對CO、CH4、N2、Ar、02等均具有較高的吸附能力。 新疆天然氣變壓吸附提氫吸附劑