天然氣制氫是把天然氣通過化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為氫氣的過程。大型天然氣制氫反應(yīng)器較為成熟,但適用于燃料電池的小微型天然氣制氫反應(yīng)器需將原料氣預(yù)熱、脫鹽水加熱及工藝蒸汽生產(chǎn)、空氣預(yù)熱、燃料及燃燒器、催化重整轉(zhuǎn)化、煙氣與工藝氣換熱等多個(gè)系統(tǒng)高度集成,設(shè)計(jì)和加工制造難度較大。每一個(gè)或幾個(gè)固體氧化物燃料電池(SOFC)電堆發(fā)電,就需要至少匹配1臺(tái)小微型天然氣制氫反應(yīng)器。小微型天然氣制氫反應(yīng)器還可經(jīng)進(jìn)一步處理,匹配質(zhì)子交換膜燃料電池(PEFC)熱電聯(lián)供系統(tǒng),適用于電廠冷卻用氫及實(shí)驗(yàn)室用氫等小規(guī)模工業(yè)用氫場(chǎng)景,市場(chǎng)應(yīng)用前景廣闊。通過改進(jìn)吸附劑的制備方法和工藝條件,可以提高其性能和穩(wěn)定性,從而延長其使用壽命和提高生產(chǎn)效率。青海變壓吸附提氫吸附劑公司
變壓吸附,是一種新型分離技術(shù),它有如下優(yōu)點(diǎn):(1)產(chǎn)品純度高。(2)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)。(3)設(shè)備簡單,操作、維護(hù)簡便。(4)連續(xù)循環(huán)操作,可完全達(dá)到自動(dòng)化。因此,當(dāng)這種新技術(shù)問世后,就受到各國工業(yè)界的關(guān)注,競相開發(fā)和研究,發(fā)展迅速,并日益成熟。利用的平衡吸附量隨組分分壓升高而增加的特性,進(jìn)行加壓、減壓的操作方法。吸附是放熱過程,脫附是吸熱過程,但只要吸附質(zhì)濃度不大,吸附熱和脫附熱都不大,因此變壓吸附仍可視作等溫過程。變壓吸附一般是常溫操作,不須供熱,故循環(huán)周期短,易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,對(duì)大型化氣體分離生產(chǎn)過程尤為適用。變壓吸附的工業(yè)應(yīng)用有:D空氣和工業(yè)氣體的:@高純氫的制備:3空氣分離制富氧或富氮空氣(見彩圖):@混合氣體的分離如烷烴、烯烴的分離。@生物降解洗滌劑中間物,石腦油高純度正構(gòu)烷烴熔劑和異構(gòu)體的分離:6,制取高純度一氧化碳,回收利用工業(yè)尾氣。 青海推廣變壓吸附提氫吸附劑通過變壓吸附技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)高效、低成本的氫氣提取。
氫能因?yàn)槠淝鍧崯o污染、單位質(zhì)量能量密度高、可存儲(chǔ)、可再生、來源廣等優(yōu)勢(shì),成為各國競相開發(fā)新能源的技術(shù),甚至被稱為21世紀(jì)的“能源”[1]。氫氣目前主要作為工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)原料,廣泛應(yīng)用于各種化工行業(yè),包括煉油、合成氨、合成甲醇等。由于近年來燃料電池技術(shù)的逐步成熟和燃料電池汽車的商業(yè)化推廣,氫氣作為動(dòng)力燃料的潛力日益受到各界重視,預(yù)計(jì)在2050年,其占到我國能源消費(fèi)比例將達(dá)到10%[2],有望逐步取代傳統(tǒng)汽柴油,徹底改變?nèi)祟惖膭?dòng)力能源。
關(guān)于天然氫地下形成機(jī)理目前有多種解釋,其中大多符合可持續(xù)、可再生的特點(diǎn)。目前國內(nèi)外對(duì)地質(zhì)氫的系統(tǒng)研究尚處于起步階段,現(xiàn)有研究觀測(cè)到的天然氫形成和發(fā)現(xiàn)的地質(zhì)環(huán)境多樣,因此天然氫可能是多種成因機(jī)制下的產(chǎn)物。其中,大致可分為“深層釋放”、地質(zhì)化學(xué)生成、生物生成三大類成因解釋。“深層釋放”類理論認(rèn)為地球的地核、地幔中存在極為豐富的氫,隨著地質(zhì)運(yùn)動(dòng)會(huì)逐漸釋放到地表,即因?yàn)橘Y源近似無限而近似可再生。地質(zhì)化學(xué)生成、生物生成類理論認(rèn)為巖石破裂產(chǎn)氣、巖石與流體的氧化作用、水的裂解、有機(jī)生物與非生物分解等地下化學(xué)反應(yīng)有可能產(chǎn)生氫氣,也可以歸進(jìn)可再生一類。變壓吸附提氫技術(shù)是一種高效、環(huán)保的氫氣提取方法,利用吸附劑的吸附特性,將氫氣從混合氣體中分離出來。
變壓吸附制氮裝置是利用變壓吸附原理進(jìn)行制氮的專業(yè)制氮設(shè)備,變壓吸附制氮設(shè)備是利用碳分子作為吸附劑把空氣中的氧氣和氮?dú)馑诤Y孔穴內(nèi)的擴(kuò)散速度變出差異從而將空氣中的氧氣、氮?dú)夥蛛x開來,氧氣分子比氮?dú)夥肿訑U(kuò)散速度快,所以先于氮?dú)鈹U(kuò)散到碳分子吸附劑的孔穴內(nèi),未能擴(kuò)散到碳分子吸附劑孔穴內(nèi)的氮?dú)庾鳛楫a(chǎn)品輸出。當(dāng)下使用變壓吸附原理制氮、氫、氧的專業(yè)設(shè)備已經(jīng)非常普及,程控閥這個(gè)部件在這些專業(yè)設(shè)備中相當(dāng)于設(shè)備的心臟是設(shè)備完成整個(gè)工藝流程實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)行、可靠工作的關(guān)鍵,由于變壓吸附裝置的特殊性,需要大量的程控閥頻繁動(dòng)作,程控閥需要擁有非常良好的密閉性能才能穩(wěn)定安全的完成變壓吸附裝置的工藝過程,才可以實(shí)現(xiàn)裝置的正常運(yùn)行、可靠工作,因此,程控閥的操作指標(biāo)和要求均較一般閥門高得多,除了應(yīng)具有良好的密閉性能和快速的啟閉速度外,還必須能在頻繁動(dòng)作下,長期經(jīng)受壓力波動(dòng),抗疲勞。變壓吸附提氫吸附劑可以在不同壓力下實(shí)現(xiàn)氫氣的連續(xù)吸附和解吸。山東智能變壓吸附提氫吸附劑
隨著環(huán)保意識(shí)的提高和新能源的發(fā)展,變壓吸附提氫技術(shù)將在未來發(fā)揮更加重要的作用。青海變壓吸附提氫吸附劑公司
甲醇部分氧化制氫甲醇部分氧化制氫是放熱反應(yīng),可對(duì)外提供熱量,其主要副產(chǎn)物為CO2,可降低CO含量。在以氧氣作為氧化劑時(shí),所產(chǎn)生的氫氣濃度可達(dá)66%;但在以空氣為氧化劑時(shí),氫氣濃度為41%。甲醇部分氧化與甲醇水蒸氣重整反應(yīng)相比,有以下優(yōu)點(diǎn):反應(yīng)是放熱反應(yīng),在接近230℃時(shí),反應(yīng)速度快,當(dāng)用氧氣代替水蒸氣做氧化劑,效率更高。但用空氣做氧化劑時(shí),會(huì)帶入氮?dú)饨档蜌浜?,為后續(xù)分離提出帶來困難。潘相敏等[5]制備CuZnAlZr整體式催化劑,并考察了水醇比、氧醇比和液體空速等條件對(duì)該催化劑上甲醇氧化重整制氫反應(yīng)的影響,實(shí)驗(yàn)得到***反應(yīng)條件為水醇摩爾比1,氧醇摩爾比0.22,液體空速0.96h-1。亓愛篤等[8]在Cr-Zn氧化物催化劑上考察了各種工藝條件對(duì)甲醇氧化重整制氫過程的影響。通過正交試驗(yàn)對(duì)甲醇的轉(zhuǎn)化率、氫氣的選擇率、氫產(chǎn)率和產(chǎn)物中CO、CO2的濃度影響程度為反應(yīng)溫度>氧醇比>水醇比。青海變壓吸附提氫吸附劑公司