清潔能源轉(zhuǎn)型路徑??電解水制氫??堿性電解(ALK)?:技術(shù)成熟,成本約400-600美元/千瓦,中國(guó)西北風(fēng)光資源區(qū)已建百兆瓦級(jí)項(xiàng)目?18。?質(zhì)子交換膜(PEM)?:效率達(dá)70-80%,適配可再生能源波動(dòng),但依賴貴金屬催化劑(鉑、銥)?28。?生物質(zhì)制氫??氣化法?:將秸稈等生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為合成氣,歐洲HyFlexFuel項(xiàng)目已驗(yàn)證可行性,能效35-50%?36。?微生物發(fā)酵?:利用產(chǎn)氫菌分解有機(jī)物,產(chǎn)率約2-3 mol H?/mol葡萄糖,原料收集成本占總投資40%以上?46。壓吸附提氫技術(shù)基于吸附劑對(duì)不同氣體吸附能力的差異,并通過(guò)壓力的周期性變化實(shí)現(xiàn)氣體的分離與提純。大型變壓吸附提氫吸附劑設(shè)備
活性炭具有巨大的比表面積和豐富的微孔結(jié)構(gòu),這使其對(duì)多種氣體具有較強(qiáng)的吸附能力。在變壓吸附提氫裝置中,活性炭主要用于吸附二氧化碳、甲烷和部分一氧化碳等雜質(zhì)。其優(yōu)點(diǎn)在于吸附容量大、吸附速度快,尤其適用于處理低濃度雜質(zhì)氣體。由于活性炭的表面性質(zhì)可以通過(guò)化學(xué)改性進(jìn)行調(diào)整,因此可以根據(jù)不同的氣體組成和工藝要求,定制具有特定吸附選擇性的活性炭吸附劑。在吸附過(guò)程中,活性炭的吸附量隨壓力升高而增加,在解吸階段,通過(guò)降低壓力,吸附的雜質(zhì)氣體可以迅速脫附。然而,活性炭對(duì)水分較為敏感,當(dāng)原料氣中水分含量較高時(shí),活性炭的吸附性能會(huì)下降。因此,在使用活性炭吸附劑時(shí),通常需要對(duì)原料氣進(jìn)行嚴(yán)格的脫水預(yù)處理,以保證其吸附效果和使用壽命。 耐高溫變壓吸附提氫吸附劑怎么樣在均壓降壓階段,吸附床內(nèi)的壓力逐漸降低,被吸附的雜質(zhì)開始解吸。
活性炭是變壓吸附(PSA)提氫工藝中常用的吸附劑之一。其具有發(fā)達(dá)的微孔結(jié)構(gòu),比表面積可達(dá) 1000-3000m2/g 。這種獨(dú)特的結(jié)構(gòu),為氫氣與雜質(zhì)的分離提供了巨大的吸附界面。在 PSA 提氫過(guò)程中,原料氣中的二氧化碳、甲烷、一氧化碳等雜質(zhì),優(yōu)先被活性炭表面的活性位點(diǎn)吸附,氫氣則因其較小的分子尺寸和較弱的吸附親和力,順利通過(guò)吸附床層。某石化企業(yè)采用活性炭吸附劑的 PSA 裝置,處理含氫量 60% 的重整氣。經(jīng)過(guò)多周期的吸附解吸操作,氫氣產(chǎn)品純度穩(wěn)定達(dá)到 99.9%,回收率高達(dá) 95%。值得注意的是,活性炭的吸附性能會(huì)受原料氣濕度影響。當(dāng)原料氣中水分含量過(guò)高時(shí),水分子會(huì)占據(jù)活性炭的部分活性位點(diǎn),降低其對(duì)雜質(zhì)的吸附容量。因此,在實(shí)際應(yīng)用中,需對(duì)原料氣進(jìn)行嚴(yán)格的脫水預(yù)處理,讓活性炭吸附劑的運(yùn)行,延長(zhǎng)其使用壽命,降低 PSA 裝置的運(yùn)行成本。
新型變壓提氫吸附劑研發(fā)成功,助力氫能產(chǎn)業(yè)降本增效近日,由國(guó)內(nèi)某高校聯(lián)合科研機(jī)構(gòu)組成的研發(fā)團(tuán)隊(duì),成功研制出一款新型變壓提氫吸附劑。該吸附劑采用納米級(jí)多孔材料與特殊金屬有機(jī)框架(MOFs)復(fù)合技術(shù),在保證高吸附容量的同時(shí),***提升了對(duì)氫氣雜質(zhì)的選擇性吸附能力。據(jù)實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)顯示,在相同工況下,該吸附劑對(duì)二氧化碳、一氧化碳等雜質(zhì)的吸附效率比傳統(tǒng)吸附劑提高30%以上,氫氣回收率可達(dá)。研發(fā)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人介紹,這款吸附劑通過(guò)精細(xì)調(diào)控材料的孔徑分布,實(shí)現(xiàn)對(duì)不同尺寸雜質(zhì)分子的定向吸附。此外,其獨(dú)特的化學(xué)改性工藝,使其具備更強(qiáng)的抗水汽侵蝕能力,可適應(yīng)更復(fù)雜的原料氣環(huán)境。該成果已完成中試試驗(yàn),預(yù)計(jì)在未來(lái)兩年內(nèi)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。業(yè)內(nèi)**指出,新型吸附劑的成功研發(fā),降低變壓吸附提氫裝置的運(yùn)行成本,為我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)大規(guī)模發(fā)展提供有力支撐。 新型變壓提氫吸附劑研發(fā)成功,助力氫能產(chǎn)業(yè)降本增效。
變壓吸附提氫吸附劑在多個(gè)行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。在石油化工行業(yè),煉油廠催化重整裝置產(chǎn)生的含氫尾氣,通過(guò)變壓吸附提氫技術(shù),可將氫氣提純后回用于生產(chǎn)過(guò)程,提高氫氣的利用率,降低生產(chǎn)成本。在煤化工行業(yè),煤氣化過(guò)程中產(chǎn)生的合成氣含有大量氫氣,經(jīng)過(guò)變壓吸附提氫裝置處理,可獲得高純度氫氣,用于合成氨、甲醇等化工產(chǎn)品的生產(chǎn)。在冶金行業(yè),氫氣作為還原劑用于金屬冶煉,變壓吸附提氫技術(shù)可以為冶金過(guò)程提供高純度氫氣,提高金屬產(chǎn)品的質(zhì)量。此外,在燃料電池汽車領(lǐng)域,變壓吸附提氫技術(shù)為氫氣的制取和提純提供了可靠的技術(shù)支持,推動(dòng)了氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。這些應(yīng)用案例表明,吸附劑在變壓吸附提氫技術(shù)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用,為各行業(yè)的節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。 吸附劑的再生是變壓吸附提氫過(guò)程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。自熱式變壓吸附提氫吸附劑生產(chǎn)廠家
在變壓吸附提氫中,常用的吸附劑包括沸石和活性炭。大型變壓吸附提氫吸附劑設(shè)備
變壓提氫吸附劑性能優(yōu)化:為提升變壓提氫吸附劑性能,科研人員從多個(gè)方面展開研究。在材料合成工藝上,通過(guò)改進(jìn)制備方法來(lái)調(diào)控吸附劑的微觀結(jié)構(gòu)。比如,采用納米模板法制備分子篩吸附劑,可精確孔道尺寸和分布,增大比表面積,提高吸附效率。在吸附劑改性方面,對(duì)現(xiàn)有吸附劑進(jìn)行表面修飾。通過(guò)負(fù)載活性組分,如在活性炭表面負(fù)載金屬氧化物,增強(qiáng)對(duì)特定雜質(zhì)氣體的化學(xué)吸附能力,提高吸附選擇性。同時(shí),優(yōu)化吸附劑的成型工藝也至關(guān)重要。將吸附劑制成合適的形狀和顆粒大小,如球形、柱狀等,既能保證良好的機(jī)械強(qiáng)度,減少在吸附-解吸循環(huán)過(guò)程中的磨損,又能改善氣體在吸附床層中的流動(dòng)性能,降低床層阻力,提高整個(gè)變壓吸附系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性,從而使吸附劑在工業(yè)應(yīng)用中發(fā)揮更優(yōu)的提氫效果。 大型變壓吸附提氫吸附劑設(shè)備