天然气变压吸附提氢吸附剂设计

：氢能已成为未来能源发展的重要方向之一，被视为是实现碳达峰、碳中和的必由之路。目前氢气的主要来源以天然气和煤等化石燃料为主，生产过程仍要排放大量二氧化碳。电解水所产氢气被视为“绿氢”，被认为是氢气生产的方向，但目前“绿氢”成本远远高于化石燃料制氢。通过分析碱性电解槽（AWE）和质子交换膜电解槽（PEM）两种主流电解技术的制氢成本，发现氢气成本主要由设备折旧和电力成本两部分组成。由此降本措施主要是降低这两部分的成本，包括降低电价以降低电力成本，增加电解槽工作时间生产更多氢气以摊薄折旧和其他固定成本，以及通过技术进步和规模化生产降低电解槽尤其是PEM电解槽的设备成本等。变压吸附提氢吸附剂可以通过改变吸附剂的表面性质来调节氢气的吸附性能。天然气变压吸附提氢吸附剂设计

    变压吸附是一种新型气体吸附分离技术，它有如下特点(1)产品纯度高。(2)一般可在室温和不高的压力下工作，床层再生时不用加热，节能经济。(3)设备简单，操作、维护简便。(4)连续循环操作，可完全达到自动化。因此，当这种新技术问世后，就受到各国工业界的关注，竞相开发和研究，发展迅速，并日益成熟。任何一种吸附对于同一被吸附气体(吸附质》来说，在吸附平衡情况下，温度越低，压力越高，吸附量越大。反之，温度越高，压力越低，则吸附量越小。因此，气体的吸附分离方法，通常采用变温吸附或变压吸附两种循环过程。如果压力不变，在常温或低温的情况下吸附，用高温解吸的方法，称为变温吸附《简称TSA)。显然，变温吸附是通过改变温度来进行吸附和解吸的。变温吸附操作是在低温(常温)吸附等温线和高温吸附等温线之间的垂线进行，由于吸附剂的比热容较大，热导率(导热系数)较小，升温和降温都需要较长的时间，操作上比较麻烦，因此变温吸附主要用于含吸附质较少的气体净化方面。如果温度不变，在加压的情况下吸附，用减压(抽真空)或常压解吸的方法，称为变压吸附。可见，变压吸附是通过改变压力来吸附和解吸的。 山西变压吸附提氢吸附剂费用不同类型的吸附剂可以根据不同的应用场景进行选择，如硅胶，它们具有不同的性质，可以满足不同的提氢需求。

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。

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。

    变压吸附制氮装置是利用变压吸附原理进行制氮的专业制氮设备，变压吸附制氮设备是利用碳分子作为吸附剂把空气中的氧气和氮气所在筛孔穴内的扩散速度变出差异从而将空气中的氧气、氮气分离开来，氧气分子比氮气分子扩散速度快，所以先于氮气扩散到碳分子吸附剂的孔穴内，未能扩散到碳分子吸附剂孔穴内的氮气作为产品输出。变压吸附制氮装置的技术特点：1、变压吸附制氮装置的工艺简单，结构外形小，占用空间省。2、变压吸附制氮装置的自动化程度高，产气量大。起动时，只需按下按钮，开机20分钟后就可生产出气。3、变压吸附制氮装置的能源消耗低，运行费用低，原料气从天然提取，只需提供压缩空气和电源就可制氮。4、变压吸附制氮装置的纯度调节方便，产品纯度受氮排出量影响，可任意调节99%。当下使用变压吸附原理制氮、氢、氧的专业设备已经非常普及，程控阀这个部件在这些专业设备中相当于设备的心脏是设备完成整个工艺流程实现正常运行、可靠工作的关键。变压吸附法是一种可持续发展的氢气提取技术，具有广泛的应用前景。河北大型变压吸附提氢吸附剂

沸石是一种具有高吸附容量的吸附剂，可以实现对大量氢气的快速吸附和分离，适用于大规模氢气生产。天然气变压吸附提氢吸附剂设计

变压吸附煤气制氢工艺：制气原理煤气制氢变压吸附(PSA)技术是利用吸附剂表面对于气体分子的物理吸附作用,吸附剂在等压下容易吸附高沸点组分,不易吸附低沸点组分。当压力增大时,吸附能力增加。煤气在经过吸附剂时,相对于氢气沸点较高的其他气体组分被选择地吸附在吸附剂上，而氢气则通过吸附剂,达到氢气与其他气体组分分离的目的。然后在减压升温的条件下，吸附剂上的其他气体组分脱离实现吸附剂的再生焦炉煤气是制氢的主要原料，温度40C压力5~15kPa，焦炉煤气中 CH以后的组分是沸点较高的组分,与吸附剂结合吸附性较强。采用变温解析先除掉这些组分,再进行变压吸附除掉其他气体组分,以制得较高纯度的氢气。天然气变压吸附提氢吸附剂设计