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天津資質(zhì)變壓吸附提氫吸附劑

來源: 發(fā)布時(shí)間:2025-01-05

    天然氣制氫是一種通過利用化學(xué)反應(yīng)來將天然氣轉(zhuǎn)化為氫氣的技術(shù)。這種技術(shù)在工業(yè)和能源領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,在生產(chǎn)出高質(zhì)量的氫氣的同時(shí),也能夠?yàn)榄h(huán)境保護(hù)事業(yè)作出貢獻(xiàn)。1、提取天然氣第一步就是從天然氣井中提取天然氣。長慶石化公司的天然氣儲(chǔ)備量很大,為了能夠利用這些儲(chǔ)備,公司從天然氣井中提取出來天然氣。據(jù)統(tǒng)計(jì),公司每天從天然氣井中提取的天然氣量達(dá)到了120萬立方米,這些天然氣主要是由甲烷和少量的乙烷組成的。2、脫硫天然氣中含有一定的硫化氫氣體,這些氣體會(huì)影響到后續(xù)的制氫工藝同時(shí)也會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。3、脫碳這一步是將天然氣中的二氧化碳去除,也是為了減少二氧化碳對(duì)后續(xù)制氫過程的影響。4、制氫將經(jīng)過脫硫和脫碳的天然氣送入蒸汽重整反應(yīng)器中與蒸汽進(jìn)行作用,反應(yīng)生成氫氣。在這一步中,天然氣中的甲烷與水化合反應(yīng),產(chǎn)生氫氣和氧化碳。 設(shè)計(jì)的變壓提氫吸附劑確保氫氣純度。天津資質(zhì)變壓吸附提氫吸附劑

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變壓吸附有如下特點(diǎn);產(chǎn)品純度高;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);設(shè)備簡單,操作、維護(hù)簡便;連續(xù)循環(huán)操作,可完全達(dá)到自動(dòng)化。任何一種吸附對(duì)于同一被吸附氣體(吸附質(zhì)》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(huán)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(jìn)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(jìn)行,由于吸附劑的比熱容較大,熱導(dǎo)率(導(dǎo)熱系數(shù))較小,升溫和降溫都需要較長的時(shí)間,操作上比較麻煩,因此變溫吸附主要用于含吸附質(zhì)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。從變壓吸附(PSA)工序來的氫氣是含有少量氧氣的粗氫氣,純度尚達(dá)不到要求,需凈化。變壓吸附變壓吸附提氫吸附劑設(shè)備吸附質(zhì)在吸附劑上的吸附容量隨吸附質(zhì)的分壓上升而增加,隨吸附溫度的上升而下降。

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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。

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,PSA技術(shù)逐漸完善,通過增加均壓次數(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%。吸附劑在這種物理吸附中對(duì)不同組分的吸附能力不同。

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我國將近30%碳排放來源于工業(yè)用能(不含電網(wǎng)供電),氫能利用是冶金、化工、煉油等工業(yè)部門進(jìn)行深度脫碳的有效途徑。中國鋼鐵行業(yè)90%以上的產(chǎn)能是采用高爐(BOF)技術(shù)生產(chǎn)的長流程鋼,利用氫氣的高還原性,直接用氫氣代替煤炭作為高爐的還原劑,可減少乃至完全避免鋼鐵生產(chǎn)過程中的二氧化碳排放。化工、煉化行業(yè)中,氫可用作合成氨、合成甲醇的工業(yè)原料,或在石油煉化過程中作為加氫精制、加氫裂化的原料。可再生能源制氫耦合冶金、化工、煉油等工業(yè)用戶,可助力工業(yè)部門實(shí)現(xiàn)深度脫碳變壓吸附一般可在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)。貴州變壓吸附提氫吸附劑公司

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    吸附平衡是指在一定的溫度和壓力下,吸附劑與吸附質(zhì)充分接觸,吸附質(zhì)在兩相中的分布達(dá)到平衡的過程,吸附分離過程實(shí)際上都是一個(gè)平衡吸附過程在實(shí)際的吸附過程中,吸附質(zhì)分子會(huì)不斷地碰撞吸附劑表面并被吸附劑表面的分子力束縛在吸附相中;同時(shí),吸附相中的吸附質(zhì)分子又會(huì)不斷地從吸附分子或其他吸附質(zhì)分子得到能力,從而克服分子力離開吸附相,當(dāng)一定時(shí)間內(nèi)進(jìn)入吸附相的分子數(shù)和離開吸附相的分子數(shù)相等時(shí),吸附過程就達(dá)到了平衡。在一定的溫度和壓力下,對(duì)于相同的吸附劑和吸附質(zhì),該動(dòng)態(tài)平衡吸附量是一個(gè)定值。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(duì)水有強(qiáng)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。活性炭類吸附劑的特點(diǎn)是:其表面所具有的氧化物基團(tuán)和無機(jī)物雜質(zhì)使表面性質(zhì)表現(xiàn)為弱極性或無極性,加上活性炭所具有的特別大的內(nèi)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(jī)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(jié)晶態(tài)偏硅鋁酸鹽,屬于強(qiáng)極性吸附劑,具有較高的吸附能力。 天津資質(zhì)變壓吸附提氫吸附劑