北京新型變壓吸附提氫吸附劑

    小型制氫、高純氫采用電解水方法：水電解制氫技術(shù)自開發(fā)以來一直進(jìn)展不大，其主要原因是需要耗用大量的電能，電價的昂貴，用水電解制氫都不經(jīng)濟。電解水制氫，規(guī)模一般小于200Nm3/h，是較成熟的制氫方法,由于它的電耗較高，致其單位氫氣成本較高。甲醇水蒸汽重整制氫是中小型制氫的（1）甲醇蒸汽重整制氫與大規(guī)模的天然氣制氫或水電解制氫相比，能耗低。由于反應(yīng)溫度低，工藝條件緩和，燃料消耗也低。與同等規(guī)模的天然氣制氫裝置相比，甲醇蒸汽轉(zhuǎn)化制氫的能耗約是前者的50%。（2）甲醇蒸汽重整制氫所用的原料甲醇易得，運輸，儲存方便。而且所用的原料甲醇純度高，不需要再進(jìn)行凈化處理，反應(yīng)條件溫和，易于操作。（1）煤炭制氫制取過程比天然氣制氫復(fù)雜，得到的氫氣成本也高。（2）國內(nèi)多晶硅絕大多數(shù)都采用的是水電解制氫，只有中能用的是天然氣制氫，而國外應(yīng)用的更多是甲醇制氫，因此，我們重點選擇以下三類方案進(jìn)行對比：（A）天然氣制氫裝置（B）甲醇制氫裝置。 沸石是一種具有高吸附容量的吸附劑，可以實現(xiàn)對大量氫氣的快速吸附和分離，適用于大規(guī)模氫氣生產(chǎn)。北京新型變壓吸附提氫吸附劑

在變壓吸附氣體分離裝置  常用的幾種吸附劑中，活性氧化鋁類 屬于對水有強親和力的固體，一般采用三水合鋁或三水鋁礦的熱脫水或熱活化法制備，主要用于氣體的干燥。硅膠類吸附劑屬于一種合成的無定形二氧化硅，它是膠態(tài)二氧化硅球形粒子的剛性連續(xù)網(wǎng)絡(luò)，一般是由硅酸鈉溶液和無機酸混合來制備的，硅膠不僅對水有極強的親和力，而且對烴類和CO,等組分也有較強的吸附能力?；钚蕴款愇絼┑奶攸c是:其表面所具有的氧化物基團(tuán)和無機物雜質(zhì)使表面性質(zhì)表現(xiàn)為弱極性或無極性，加上活性炭所具有的特別大的內(nèi)表面積，使得活性炭成為一種能大量吸附多種弱極性和非極性有機分子的廣譜耐水型吸附劑。浙江甲醇變壓吸附提氫吸附劑變壓吸附提氫技術(shù)是一種高效、環(huán)保的氫氣提純方法，使用特殊的吸附劑可以實現(xiàn)對氫氣的選擇性吸附和分離。

中國氫能協(xié)會對“綠氫”作出了初步定義，“綠氫”是指通過可再生能源電解水制氫而得到的氫氣，它是一種清潔能源，與傳統(tǒng)的灰氫（通過化石燃料，煤炭、石油、天然氣等，燃燒產(chǎn)生的氫氣）有著明顯的區(qū)別，“綠氫”的生產(chǎn)過程中使用的電力必須來自于可再生能源，如太陽能、風(fēng)能、水能等。2020年12月29日，中國氫能聯(lián)盟提出《低碳?xì)?、清潔氫與可再生能源氫的標(biāo)準(zhǔn)與評價》，當(dāng)中指出在單位氫氣碳排放量方面，低碳?xì)涞拈撝禐?4.51千克二氧化碳當(dāng)量/千克氫，清潔氫和可再生氫的閾值為4.9千克二氧化碳當(dāng)量/千克氫，同時可再生氫要求其制氫能源為可再生能源。

氫氣作為能源載體，本身并不含有碳元素，其是否能發(fā)揮脫碳作用取決于其生產(chǎn)方式。根據(jù)可再生能源機構(gòu)報道，按照氫氣的來源，可以將其劃分為綠氫、藍(lán)氫和灰氫。其中，通過可再生能源電力電解水制取的氫氣為綠氫，這一過程中沒有二氧化碳（CO2）的產(chǎn)生，實現(xiàn)100%綠色氫氣生產(chǎn)；通過化石燃料制取氫氣（如天然氣裂解制氫、含氫工業(yè)尾氣提取氫氣等），產(chǎn)生的CO2會被捕集、存儲并被利用，整個過程實現(xiàn)CO2零排放，生產(chǎn)的氫氣被認(rèn)為是藍(lán)氫；而通過化石燃料生產(chǎn)氫氣，產(chǎn)生的CO2直接排放到大氣中，生產(chǎn)的氫氣稱為灰氫。從碳中和目標(biāo)的角度而言，要實現(xiàn)脫碳，綠氫是終的選擇。這種吸附劑可以通過改變吸附溫度來調(diào)節(jié)氫氣的吸附量。

目前工業(yè)上大多采用物理法中的變壓吸附法（PSA）提純氫氣，也是目前成熟的氫氣提純技術(shù)，可以得到純度為99．999％的氫氣。PSA分離技術(shù)的基本原理是基于在不同壓力下，吸附劑對不同氣體的選擇性吸附能力不同，利用壓力的周期性變化進(jìn)行吸附和解吸，從而實現(xiàn)氣體的分離和提純。根據(jù)原料氣中不同雜質(zhì)種類，吸附劑可選取分子篩、活性炭、活性氧化鋁等。近年來，PSA技術(shù)逐漸完善，通過增加均壓次數(shù)，可降低能量消耗；采用抽空工藝，氫氣的回收率可提高到95％～97％。變壓吸附提氫吸附劑可以通過改變吸附劑的孔徑大小來調(diào)節(jié)氫氣的吸附量。江西節(jié)能變壓吸附提氫吸附劑

這種吸附劑可以通過變壓控制吸附和解吸氫氣。北京新型變壓吸附提氫吸附劑

    變壓吸附是一種新型氣體吸附分離技術(shù)，它有如下特點(1)產(chǎn)品純度高。(2)一般可在室溫和不高的壓力下工作，床層再生時不用加熱，節(jié)能經(jīng)濟。(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。任何一種吸附對于同一被吸附氣體(吸附質(zhì)》來說，在吸附平衡情況下，溫度越低，壓力越高，吸附量越大。因此，氣體的吸附分離方法，通常采用變溫吸附或變壓吸附兩種循環(huán)過程。如果壓力不變，在常溫或低溫的情況下吸附，用高溫解吸的方法，稱為變溫吸附《簡稱TSA)。變壓吸附技術(shù)是以吸附劑(多孔固體物質(zhì))內(nèi)部表面對氣體分子的物理吸附為基礎(chǔ),利用吸附劑在相同壓力下易吸附高沸點組份、不易吸附低沸點組份和高 壓下吸附量增加(吸附組份)低壓下吸附量減小(解吸組份)的特性。將原料氣在壓力下通過吸附劑床層，相對于氫的高沸點雜質(zhì)組份被選擇性吸附，低沸點組份的氫不易吸附而通過吸附劑床層(作為產(chǎn)品輸出)，達(dá)到氫和雜質(zhì)組份的分離。然后在減壓下解吸被吸附的雜質(zhì)組份使吸附劑獲得再生，已利于下一次再次進(jìn)行吸附分離雜質(zhì)。 北京新型變壓吸附提氫吸附劑