PEM,是質(zhì)子交換膜(Proton Exchange Membrane)的英文縮寫,PEM電解水制氫是一種新興的制氫技術(shù)。它的工作原理是水分子首先在陽極催化劑(如貴金屬銥催化劑)的催化作用下分解成氧氣和氫正離子(H+),隨后H+穿過陰陽極之間的PEM膜,進而在陰極催化劑(如貴金屬鉑催化劑)的催化下生成氫氣。由于在陰極產(chǎn)生的氫氣和陽極產(chǎn)生氧氣會被PEM膜分隔開來,因此PEM電解水制氫的產(chǎn)氫純度高(>99.99%)。并且具有能量轉(zhuǎn)化效率高、響應速度快、占地面積小等優(yōu)點。PEM電解水制氫作為一種綠色高效的制氫技術(shù),將助力“雙碳”目標的實現(xiàn)起到重要促進作用。這種吸附劑可以在多種氣體混合物中選擇性地吸附氫氣。節(jié)能變壓吸附提氫吸附劑排名
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)設備簡單,操作、維護簡便。(4)連續(xù)循環(huán)操作,可完全達到自動化。因此,當這種新技術(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。反之,溫度越高,壓力越低,則吸附量越小。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)。顯然,變溫吸附是通過改變溫度來進行吸附和解吸的。變溫吸附操作是在低溫(常溫)吸附等溫線和高溫吸附等溫線之間的垂線進行,由于吸附劑的比熱容較大,熱導率(導熱系數(shù))較小,升溫和降溫都需要較長的時間,操作上比較麻煩,因此變溫吸附主要用于含吸附質(zhì)較少的氣體凈化方面。如果溫度不變,在加壓的情況下吸附,用減壓(抽真空)或常壓解吸的方法,稱為變壓吸附??梢?,變壓吸附是通過改變壓力來吸附和解吸的。 廣西變壓吸附提氫吸附劑哪家好采用變壓吸附技術(shù)可以有效地控制吸附劑的吸附/解吸過程,從而實現(xiàn)高效的氫氣儲存和釋放。
甲醇部分氧化制氫甲醇部分氧化制氫是放熱反應,可對外提供熱量,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,所產(chǎn)生的氫氣濃度可達66%;但在以空氣為氧化劑時,氫氣濃度為41%。甲醇部分氧化與甲醇水蒸氣重整反應相比,有以下優(yōu)點:反應是放熱反應,在接近230℃時,反應速度快,當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,會帶入氮氣降低氫含量,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該催化劑上甲醇氧化重整制氫反應的影響,實驗得到***反應條件為水醇摩爾比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甲醇氧化重整制氫過程的影響。通過正交試驗對甲醇的轉(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溫度>氧醇比>水醇比。
變壓吸附,是一種新型分離技術(shù),它有如下優(yōu)點:(1)產(chǎn)品純度高。(2)一般可在和不高的壓力下工作,床層再生時不用加熱,節(jié)能經(jīng)濟。(3)設備簡單,操作、維護簡便。(4)連續(xù)循環(huán)操作,可完全達到自動化。因此,當這種新技術(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,易于實現(xiàn)自動化,對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。 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。
天然氣水蒸汽重整制氫、甲醇水蒸汽重整制氫、電解水制氫大型制氫:天然氣水蒸汽重整制氫占主導地位:(1)天然氣既是原料氣也是燃料氣,無需運輸,氫能耗低,消耗低,氫氣成本。(2)自動化程度高,安全性能高。(3)天然氣制氫投資較高,適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn),一般制氫規(guī)模在5000Nm3/h以上時選擇天然氣制氫工藝更經(jīng)濟小型制氫、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,投資省,能耗低。由于反應溫度低,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,不需要再進行凈化處理,反應條件溫和,易于操作。 這種吸附劑可以在不同壓力和溫度下實現(xiàn)氫氣的選擇性吸附。節(jié)能變壓吸附提氫吸附劑排名
分子篩是一種具有高度選擇性的吸附劑,可以實現(xiàn)對氫氣與其他氣體的有效分離,適用于高純度氫氣的生產(chǎn)。節(jié)能變壓吸附提氫吸附劑排名
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,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CO2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。沸石分子篩類吸附劑是一種含堿土元素的結(jié)晶態(tài)偏硅鋁酸鹽,屬于強極性吸附劑,有著非常一致的孔徑結(jié)構(gòu)和極強的吸附選擇性D對CO、CH4、N2、Ar、02等均具有較高的吸附能力。碳分子篩是一種以碳為原料,經(jīng)特殊的碳沉積工藝加工而成的專門用于提純空氣中的氮氣的吸附劑,使其孔徑分布非常集中,只比氧分子直徑略大0因此非常有利于對空氣中氮氧的分離。節(jié)能變壓吸附提氫吸附劑排名