隨著變壓吸附提氫技術(shù)的廣泛應(yīng)用,對(duì)吸附劑性能的要求也日益提高。近年來(lái),新型吸附劑的研發(fā)取得了***進(jìn)展。例如,金屬有機(jī)骨架材料(MOFs)具有超高的比表面積和可調(diào)控的孔徑結(jié)構(gòu),對(duì)多種氣體表現(xiàn)出優(yōu)異的吸附性能,在變壓吸附提氫領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。通過(guò)在 MOFs 材料中引入特定的功能基團(tuán),可以增強(qiáng)其對(duì)特定雜質(zhì)氣體的吸附選擇性。另外,碳納米管、石墨烯等納米材料也因其獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì),被應(yīng)用于吸附劑的制備。這些新型吸附劑的研發(fā),不僅可以提高氫氣的純度和回收率,還能降低裝置的能耗和運(yùn)行成本。然而,新型吸附劑在大規(guī)模應(yīng)用前,還需要解決制備成本高、穩(wěn)定性差等問(wèn)題。作為一種易燃易爆的氣體,氫氣的泄漏可能會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的火災(zāi)。福建變壓吸附變壓吸附提氫吸附劑
活性氧化鋁是一種多孔性、高分散度的固體材料,具有較大的比表面積和良好的機(jī)械強(qiáng)度。在變壓吸附提氫過(guò)程中,活性氧化鋁主要用于脫除原料氣中的水分。其對(duì)水分的吸附容量大,吸附速度快,且在較低的水蒸氣分壓下仍能保持較高的吸附效率。此外,活性氧化鋁還能吸附部分二氧化碳和硫化物,對(duì)保護(hù)下游吸附劑免受雜質(zhì)污染起到重要作用。活性氧化鋁的吸附性能受其孔徑分布和表面性質(zhì)的影響,通過(guò)調(diào)整制備工藝,可以獲得不同孔徑和表面活性的產(chǎn)品,以滿足不同的工藝需求。在再生過(guò)程中,活性氧化鋁可以通過(guò)加熱吹掃的方式脫除吸附的水分和雜質(zhì),恢復(fù)其吸附能力。由于活性氧化鋁價(jià)格相對(duì)較低,且再生性能良好,因此在變壓吸附提氫裝置中得到廣泛應(yīng)用河南撬裝變壓吸附提氫吸附劑變壓提氫吸附劑是氫氣提純的關(guān)鍵材料。
活性氧化鋁作為一種極性吸附劑,對(duì)極性分子具有良好的吸附性能。在變壓吸附提氫工藝中,它主要用于脫除原料氣中的水分和部分酸性氣體。活性氧化鋁具有機(jī)械強(qiáng)度高、化學(xué)穩(wěn)定性好的特點(diǎn),能在較為惡劣的工況下穩(wěn)定運(yùn)行。某大型煉化企業(yè),在PSA提氫裝置前設(shè)置活性氧化鋁吸附床,對(duì)原料氣進(jìn)行深度脫水。經(jīng)其處理后,原料氣中的水含量可降至1ppm以下,減輕后續(xù)吸附劑因水含量過(guò)高而導(dǎo)致的性能劣化問(wèn)題。此外,活性氧化鋁還能吸附原料氣中的硫化氫等酸性氣體,防止這些酸性氣體對(duì)設(shè)備和其他吸附劑造成腐蝕和中毒。但活性氧化鋁在吸附過(guò)程中,會(huì)因吸附熱導(dǎo)致床層溫度升高,影響其吸附效率。因此,需合理設(shè)計(jì)吸附床的冷卻系統(tǒng),床層溫度,充分發(fā)揮活性氧化鋁吸附劑在提氫工藝中的脫水和脫酸優(yōu)勢(shì)。
碳分子篩的微孔分布狹窄,具有獨(dú)特的篩分效應(yīng)和選擇吸附性,使其成為變壓吸附提氫的重要吸附劑。在吸附過(guò)程中,氧氣、氮?dú)獾葰怏w分子因動(dòng)力學(xué)直徑與碳分子篩微孔匹配,被優(yōu)先吸附,氫氣則快速通過(guò)吸附床層。某金屬熱處理廠采用碳分子篩吸附劑的 PSA 提氫設(shè)備,將含氫量 50% 的混合氣體提純至 99% 以上,為金屬熱處理工藝提供高純度氫氣保護(hù)氣。但碳分子篩對(duì)雜質(zhì)氣體較為敏感,原料氣中的焦油、粉塵等污染物,會(huì)堵塞碳分子篩的微孔,降低其吸附性能。所以,在原料氣進(jìn)入 PSA 裝置前,需配置高效的預(yù)處理設(shè)備,如過(guò)濾器、除油器等,去除其中的雜質(zhì),保證碳分子篩吸附劑的正常運(yùn)行,延長(zhǎng)其更換周期,為金屬熱處理過(guò)程提供穩(wěn)定可靠的氫氣來(lái)源。高溫重整制氫是一種常用的氫氣生產(chǎn)方法,其原理主要涉及到兩個(gè)步驟:重整反應(yīng)和水氣反應(yīng)。
變壓提氫吸附劑研發(fā)進(jìn)展:近年來(lái),變壓提氫吸附劑研發(fā)取得諸多突破。新型吸附劑材料不斷涌現(xiàn),如共價(jià)有機(jī)骨架(COF)材料,其具有高度有序的多孔結(jié)構(gòu)和良好的化學(xué)穩(wěn)定性,在氫氣提純領(lǐng)域展現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。研究發(fā)現(xiàn),某些COF材料對(duì)二氧化碳等雜質(zhì)的吸附容量遠(yuǎn)超傳統(tǒng)吸附劑,且具有較快的吸附動(dòng)力學(xué)性能,有望大幅縮短吸附-解吸周期,提高生產(chǎn)效率。同時(shí),在吸附劑的協(xié)同作用研究方面也有新進(jìn)展,將不同類型的吸附劑進(jìn)行復(fù)合,利用它們之間的協(xié)同效應(yīng),發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)對(duì)多種雜質(zhì)的去除。例如,將活性炭與分子篩復(fù)合,既能利用活性炭對(duì)大分子雜質(zhì)的吸附能力,又能借助分子篩對(duì)小分子雜質(zhì)的篩分特性,進(jìn)一步提升氫氣提純效果,推動(dòng)變壓提氫技術(shù)向更高性能、更低能耗方向發(fā)展。。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。海南變壓吸附提氫吸附劑排名
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8=ㄗ儔何阶儔何教釟湮絼?/p>
變壓吸附提氫技術(shù)具有諸多優(yōu)勢(shì)。其一,它能夠產(chǎn)出高純度氫氣,純度通常可達(dá)到 99.9% 以上,甚至在一些應(yīng)用場(chǎng)景中能達(dá)到 99.999%,滿足電子、化工等行業(yè)對(duì)高純度氫氣的嚴(yán)格要求。其二,該技術(shù)能耗相對(duì)較低,相比其他氫氣提純方法,如深冷分離法,PSA 不需要低溫環(huán)境,減少了制冷設(shè)備的能耗。其三,變壓吸附裝置操作靈活,可根據(jù)原料氣組成和氫氣需求的變化,方便地調(diào)整操作參數(shù),實(shí)現(xiàn)裝置的穩(wěn)定運(yùn)行。此外,其工藝流程相對(duì)簡(jiǎn)單,設(shè)備占地面積小,投資成本相對(duì)較低,且裝置啟動(dòng)和停止迅速,能夠快速適應(yīng)生產(chǎn)需求的波動(dòng)。福建變壓吸附變壓吸附提氫吸附劑