變壓吸附制氮裝置是利用變壓吸附原理進行制氮的專業(yè)制氮設備,變壓吸附制氮設備是利用碳分子作為吸附劑把空氣中的氧氣和氮氣所在篩孔穴內的擴散速度變出差異從而將空氣中的氧氣、氮氣分離開來,氧氣分子比氮氣分子擴散速度快,所以先于氮氣擴散到碳分子吸附劑的孔穴內,未能擴散到碳分子吸附劑孔穴內的氮氣作為產(chǎn)品輸出。變壓吸附制氮裝置的技術特點:1、變壓吸附制氮裝置的工藝簡單,結構外形小,占用空間省。2、變壓吸附制氮裝置的自動化程度高,產(chǎn)氣量大。起動時,只需按下按鈕,開機20分鐘后就可生產(chǎn)出氣。3、變壓吸附制氮裝置的能源消耗低,運行費用低,原料氣從天然提取,只需提供壓縮空氣和電源就可制氮。4、變壓吸附制氮裝置的純度調節(jié)方便,產(chǎn)品純度受氮排出量影響,可任意調節(jié)99%。當下使用變壓吸附原理制氮、氫、氧的專業(yè)設備已經(jīng)非常普及,程控閥這個部件在這些專業(yè)設備中相當于設備的心臟是設備完成整個工藝流程實現(xiàn)正常運行、可靠工作的關鍵。變壓吸附提氫吸附劑可以用于氫氣純化和儲存。天津甲醇變壓吸附提氫吸附劑
甲醇在一定的溫度、壓力條件下通過催化劑,在催化劑的作用下,發(fā)生甲醇裂解反應,這是一個氣固催化反應,(1)甲醇經(jīng)加壓、計量送入換熱器,再經(jīng)過過熱器達到反應所需溫度后送入裂解反應器。在固定床催化反應器內進行甲醇裂解反應,生成H2和CO??筛鶕?jù)用戶需求,如需99.99%的純氫,則增加變壓吸附提氫即可。主要原料要求甲醇:符合GB338-2011,工業(yè)一級,純度≥99.5%,氯離子≤0.1mg/L甲醇裂解裝置操作溫度:250~300℃操作壓力:0.1~0.5MPa(可調)。小型變壓吸附提氫吸附劑生產(chǎn)廠家變壓吸附過程中,吸附劑的壓力和溫度會不斷變化。
要在工業(yè)上實現(xiàn)分離還必須考慮吸附劑對各組的分離系數(shù)應盡可能大。所謂分離指數(shù)是指:達到吸附平衡時,(弱吸附組分在吸附床死空間殘余量弱吸附組分在吸附床中的總量)與(強吸附組分在吸附床死空間殘余量吸附組分在吸附床中的總量)之比。分離系數(shù)越大,分離越容易。一般而言,變壓吸附氣體分離裝置中的吸附劑分離系數(shù)不宜小于3.另外,在工業(yè)變壓吸附過程中還應考慮吸附與解吸間的矛盾。一般而言,吸附越容易則解吸越困難。如對于C5、C6等強吸附質就應選擇吸附能力相對較弱的吸附劑,以使吸附容量適當而解吸較容易,而對于N2、02、CO等弱吸附質就應選擇吸附能力相對較強的吸附劑如分子篩等;以使吸附容量更大、分離系數(shù)更高。此外,在吸附過程中,由于吸附床內壓力是周期性變化的,吸附劑要經(jīng)受氣流的頻繁沖刷,因而吸附劑還應有足夠的強度和抗磨性。
目前氫氣的生產(chǎn)主要來自于天然氣制氫或者煤制氫,生產(chǎn)過程中會有二氧化碳產(chǎn)生,屬于“灰氫”,而目前業(yè)界公認的發(fā)展方向是“綠氫”,即氫氣生產(chǎn)過程中沒有二氧化碳產(chǎn)生。當下綠氫主要的生產(chǎn)方式是電解水,通過電能提供能量,將水分子在電極上分解為氫氣和氧氣。電解水的主要生產(chǎn)設備是電解槽,按照電解質不同,可將電解槽分為3類,即堿性電解槽(AWE)、質子交換膜電解槽(PEM)、固體氧化物電解槽(SOEC)。目前堿性電解槽和質子交換膜電解槽已經(jīng)工業(yè)化,而固體氧化物電解槽尚處于實驗室階段,還未商業(yè)化,所以無法對其制氫成本進行分析,下面主要對前兩種電解槽的制氫成本進行量化分析。這種吸附劑可以在多種氣體混合物中選擇性地吸附氫氣。
采用變壓吸附分離氣體工藝技術從甲醇烈解轉化氣中提純氫氣的原理是利用吸附劑對不同吸附質的選擇性,以及吸附劑對吸附質的吸附容量隨壓力變化而存在差異的特性,在高壓下吸附原料中的雜質組分使得氫氣得以提純低壓下脫附這些雜質而使吸附劑獲得再生,達到連續(xù)提純氫氣的目的。整個操作過程均在環(huán)境溫度下進行,工藝過程完全實現(xiàn)了自動化控制。來自甲醇高位槽的甲醇和來自原料液儲罐中的循環(huán)液,經(jīng)過流量比例調節(jié)系統(tǒng)后,分別進入混合管充分混合,配置成規(guī)定比例的醇、水昆合液,由原料由下而上被脫鹽水洗滌,除去未反應的甲醇和水后,再經(jīng)氣液分離器,分離液滴和緩沖后的轉化氣被送人變壓吸附工序合格后的轉化氣經(jīng)過一套吸附塔并聯(lián)交器,被導熱油加熱汽化并過熱至規(guī)定溫度的醇、水昆合蒸氣進入轉化器中,同時完成催化裂解和轉化反應,生成的高溫轉化氣在換熱器中被原料液冷卻,再經(jīng)冷凝器被循環(huán)冷卻水冷卻冷凝降溫后進人凈化塔替運行的變壓吸附裝置,分離雜質后,得到純度和雜質含量都合格的產(chǎn)品氫氣。在變壓吸附過程中,吸附劑的再生和循環(huán)使用也是非常重要的,這可以降低生產(chǎn)成本并提高生產(chǎn)效率。廣東高科技變壓吸附提氫吸附劑
通過改進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。天津甲醇變壓吸附提氫吸附劑
天然氣制氫工藝的改進通過對轉化爐、熱量回收系統(tǒng)等進行改造可以實現(xiàn)成本節(jié)約、降低對天然氣原料的消耗,這種技術通過對原料的消耗,這種技術通過對天然氣加氫脫硫和在轉化爐中放置適量的特殊催化劑進行裂解重整,生成二氧化碳、氫氣和一氧化碳的轉化氣,之后再進行熱量回收,經(jīng)一氧化碳變換降低轉化氣中一氧化碳的含量、再通過PSA變壓吸附提純就可以得到純凈的氫氣。天然氣制氫裝置中氫氣提純工藝主要是在適當條件下,將硅膠、活性炭、氧化鋁等組成吸附床,并用吸附床將變換氣中各雜質組分在適當?shù)膲毫l件下進行吸附,不易被吸附的氫氣就從吸附塔的出口輸出,從而實現(xiàn)氫氣的提純。天津甲醇變壓吸附提氫吸附劑