目前,常见的变压吸附提氢吸附剂主要有活性炭、分子筛和金属有机骨架材料(MOFs)等。活性炭具有丰富的孔隙结构和较大的比表面积,对多种气体都有一定的吸附能力,尤其在吸附低浓度的杂质气体方面表现出色。它价格相对低廉,制备工艺成熟,在早期的变压吸附提氢装置中应用广。分子筛则具有规整的孔道结构和明确的孔径大小,能够根据分子尺寸和形状对气体进行选择性吸附。例如,5A分子筛可以很好地吸附氮气、氧气等杂质,而允许氢气通过,在空气分离制氢等领域发挥着重要作用。金属有机骨架材料是近年来发展迅速的新型吸附剂,其具有超高的比表面积和可调控的孔道结构,对氢气的吸附性能优异,并且在选择性和吸附容量方面具有很大的潜力,有望在未来的变压吸附提氢技术中实现更广的应用。变压吸附制氮装置的工艺简单,结构外形小,占用空间省。云南撬装变压吸附提氢吸附剂
活性炭是变压吸附(PSA)提氢工艺中常用的吸附剂之一。其具有发达的微孔结构,比表面积可达 1000-3000m²/g 。这种独特的结构,为氢气与杂质的分离提供了巨大的吸附界面。在 PSA 提氢过程中,原料气中的二氧化碳、甲烷、一氧化碳等杂质,优先被活性炭表面的活性位点吸附,氢气则因其较小的分子尺寸和较弱的吸附亲和力,顺利通过吸附床层。某石化企业采用活性炭吸附剂的 PSA 装置,处理含氢量 60% 的重整气。经过多周期的吸附解吸操作,氢气产品纯度稳定达到 99.9%,回收率高达 95%。值得注意的是,活性炭的吸附性能会受原料气湿度影响。当原料气中水分含量过高时,水分子会占据活性炭的部分活性位点,降低其对杂质的吸附容量。因此,在实际应用中,需对原料气进行严格的脱水预处理,让活性炭吸附剂的运行,延长其使用寿命,降低 PSA 装置的运行成本。湖北变压吸附变压吸附提氢吸附剂多个吸附塔的交替操作,实现连续的氢气提纯。
氢气的存储和运输是实现其广泛应用的关键环节,也是面临的主要挑战之一。氢气密度低,常温常压、能量密度小,需要通过压缩、液化或化学吸附等方式进行存储。压缩氢气是常见的方法,将氢气压缩至状态存储在特制的气瓶中,广泛应用于氢燃料电池汽车等领域。液化氢气则需将氢气冷却至极低温度(约-253℃)使其液化,以提高存储密度,但液化过程能耗高,对存储设备的绝热性能要求极高。在运输方面,气态氢气可通过管道输送,但管道建设成本高昂,且对管道材质要求特殊,需防止氢气渗透。液态氢气运输则适合长距离、大规模运输,但同样面临低温保存和运输设备成本高的问题。近年来,固态储氢技术取得了一定进展,利用金属氢化物等材料吸附氢气,在需要时释放,具有安全性高、存储密度较大等点,为氢能源的存储和运输开辟了新的途径。
变压吸附提氢的应用领域:变压吸附提氢技术广泛应用于化工、冶金、能源等领域。例如,在炼油厂尾气处理中,可以利用变压吸附技术提纯氢气作为化工原料;在天然气净化过程中,也可以采用变压吸附技术脱除杂质气体,提高天然气的品质。变压吸附提氢技术的发展趋势:随着科技的进步和环保要求的提高,变压吸附提氢技术正朝着更高效、更环保的方向发展。例如,通过改进吸附剂的性能、优化工艺流程、提高自动化控制水平等措施,可以进一步提高变压吸附提氢的效率和产品质量。绿氢,是通过风能或太阳能等可再生清洁能源发电。
变压吸附提氢的基本原理:变压吸附提氢是利用微孔吸附材料在气体中的一种或几种组分上的选择性吸附原理,把氢气分离出来。这一过程中,吸附剂对氢气和其他气体的吸附能力随压力的不同而变化,从而在压力变化中实现氢气的提纯。吸附剂的选择:在变压吸附提氢中,常用的吸附剂包括沸石和活性炭。这些吸附剂具有较大的比表面积和孔容,能够吸附气体中的杂质,同时保持对氢气的较弱吸附力,使得氢气能够顺利通过吸附床层。变压吸附的工作流程:变压吸附提氢的工作流程通常包括吸附、均压降压、解吸和升压等步骤。在吸附阶段,原料气在较高的压力下通过吸附床,杂质被吸附剂吸附,而氢气则流出作为产品气。随后,通过均压降压和解吸步骤,吸附剂得到再生,准备进行下一轮吸附。 变压吸附提氢技术基于吸附剂对不同气体吸附能力的差异,并通过压力的周期性变化实现气体的分离与提纯。云南甲醇裂解变压吸附提氢吸附剂
在高温甲醇制氢过程中,催化剂通常需要在200-300C的高温下运作。云南撬装变压吸附提氢吸附剂
分子筛吸附剂在提氢中的应用分子筛凭借其规整的晶体结构和均匀的孔径分布,在变压吸附提氢领域占据重要地位。以5A分子筛为例,其孔径约为,能吸附直径大于的分子,如氮气、氧气和部分碳氢化合物,而对氢气实现选择性透过。在合成氨厂的PSA提氢工段,以含氢原料气为处理对象,5A分子筛吸附剂能精细去除杂质,产出纯度的氢气,满足氨合成对氢气纯度的严苛要求。然而,分子筛对二氧化碳和水具有较强的吸附能力,且脱附难度较大。一旦二氧化碳和水在分子筛孔道内积累,会导致分子筛的吸附性能下降,甚至造成长久性失活。为此,需优化PSA工艺参数,如适当提高吸附温度、降低吸附压力,同时搭配的脱附流程,以确保分子筛吸附剂持续稳定地发挥作用,合成氨生产的顺利进行。 云南撬装变压吸附提氢吸附剂
由于商业品甲基四氢呋喃往往加入少量BHT作为稳定剂,故很少用于柱层析纯化,因为不能保证产物在旋干后是否会有痕量BHT残留,从而影响产品的纯度和应用范围(如可能影响单晶培养、对通过GMP认证存在问题等等)。在制备HPLC的检测样品时,若待测品较难溶解在乙腈内,通常会加入少量THF增加产品的溶解性,对保留时间的影响较小。工业生产较早以糖醛为原料,将糖醛与蒸气的混合物通入填充锌-铬-锰金属氧化物(或钯)催化剂的反应器,于400-420℃脱去羰基而成呋喃。2-甲基四氢呋喃有类似醚的气味。武功甲基四氢呋喃按需定制甲基四氢呋喃包装要求密封,不可与空气接触。应与氧化剂等分开存放,切忌混储。采用防爆型照明、通...