在制氢站中,氢气既是重要的生产要素,又潜藏着严重的安全。作为一种易燃易爆的气体,氢气的泄漏可能会引发严重的火灾。因此,识别可能的氢气泄漏点在制氢站的安全运行至关重要。这些可能的泄漏点主要包括电解槽、气体冷却器、压缩机、储罐区、充装口/卸料口、管道系统、安全阀/泄压阀等。为了防范这些潜在的隐患,因此在这些位置需要安装氢气传感器,持续监测这些区域的气体浓度。氢气泄漏不仅直接威胁到人体的安全,如可能导致皮肤或高温灼伤,而且还可能产生大量的紫外线和次生火灾产生的等有害物质,对人体健康构成潜在危害。此外,高浓度的氢气可能导致缺氧,从而对人的生命安全构成威胁。因此,我们必须采取严格的措施来确保制氢站的安全运行,并在发生泄漏时迅速地响应,减少对人员的危害。变压吸附工艺通过改变吸附剂的压力来实现氢气的吸附和解吸,从而实现氢气的连续生产和分离。山西节能变压吸附提氢吸附剂
在变压吸附气体分离装置常用的几种吸附剂中,活性氧化铝类属于对水有强亲和力的固体,一般采用三水合铝或三水铝矿的热脱水或热活化法制备,主要用于气体的干燥。硅胶类吸附剂属于一种合成的无定形二氧化硅,它是胶态二氧化硅球形粒子的刚性连续网络,一般是由硅酸钠溶液和无机酸混合来制备的,硅胶不仅对水有极强的亲和力,而且对烃类CO2等组分也有较强的吸附能力。活性炭类吸附剂的特点是:其表面所具有的氧化物基团和无机物杂质使表面性质表现为弱极性或无极性,加上活性炭所具有的特别大的内表面积,使得活性炭成为一种能大量吸附多种弱极性和非极性有机分子的广谱耐水型吸附剂。沸石分子筛类吸附剂是一种含碱土元素的结晶态偏硅铝酸盐,属于强极性吸附剂,有着非常一致的孔径结构和极强的吸附选择性D对CO、CH4、N2、Ar、02等均具有较高的吸附能力。碳分子筛是一种以碳为原料,经特殊的碳沉积工艺加工而成的专门用于提纯空气中的氮气的吸附剂,使其孔径分布非常集中,只比氧分子直径略大0因此非常有利于对空气中氮氧的分离。海南变压吸附提氢吸附剂在哪里变压吸附提氢技术是一种高效、环保的氢气提纯方法,使用特殊的吸附剂可以实现对氢气的选择性吸附和分离。
甲醇制氢工艺包括气相重整法和液相法。甲醇气相重整制氢与乙醇重整制氢和烃类制氢工艺相比,具有反应温度低(200~300℃)及氢提纯步骤少的优点,液相法是近些年研究的新方向,目前处于实验室研究阶段,未实现工业化。甲醇裂解制氢甲醇裂解反应方程式为:CH3OH↔CO+2H2。该反应为合成气制甲醇的逆反应,是吸热反应。该反应动力学的研究目前已经有很多的报导,目前研究的重点是新型高活性、选择性和稳定性催化剂的研制。甲醇裂解催化剂包括传统的Cu/ZnO催化剂、Cr-Zn催化体系、贵金属催化剂、CuCl-KCl/SiO2催化剂、分子筛和均相催化剂。但该工艺产物混合其中含有的一氧化碳含量较高,后续分离装置复杂。
从变压吸附(PSA)工序来的氢气是含有少量氧气的粗氢气,纯度尚达不到要求,需净化。粗氢气首先进入常温脱氧塔,在其中装填的新型常温pd催化剂的催化下,氧和氢反应生成水,然后经冷却器冷却至常温,再进入由两个干燥塔、一个预干燥塔、一台分液罐、两台换热器等组成的等压TSA干燥系统。经干燥后的产品氢即可达到纯度99.999%、氧含量小于1ppm、低于-65°C的要求。等压TSA干燥系统的工艺过程如下脱氧后的氢气首先经流量调节回路分成两路。其中一路直接去干燥塔,其装填的干燥剂将氢气中的水分吸附下来,使氢气得以干燥。在一台干燥塔处于干燥的状态下,另一台干燥塔处于再生过程。这种吸附剂可以在不同气体压力下实现氢气的选择性吸附。
目前氢气的生产主要来自于天然气制氢或者煤制氢,生产过程中会有二氧化碳产生,属于“灰氢”,而目前业界公认的发展方向是“绿氢”,即氢气生产过程中没有二氧化碳产生。当下绿氢主要的生产方式是电解水,通过电能提供能量,将水分子在电极上分解为氢气和氧气。电解水的主要生产设备是电解槽,按照电解质不同,可将电解槽分为3类,即碱性电解槽(AWE)、质子交换膜电解槽(PEM)、固体氧化物电解槽(SOEC)。目前碱性电解槽和质子交换膜电解槽已经工业化,而固体氧化物电解槽尚处于实验室阶段,还未商业化,所以无法对其制氢成本进行分析,下面主要对前两种电解槽的制氢成本进行量化分析。吸附剂是变压吸附提氢技术的关键部分,它具有高吸附容量、高选择性和良好的再生性能,能够吸附和释放氢气。西藏变压吸附提氢吸附剂设备
沸石是一种具有高吸附容量的吸附剂,可以实现对大量氢气的快速吸附和分离,适用于大规模氢气生产。山西节能变压吸附提氢吸附剂
天然气制氢的工艺流程由原料气处理、蒸汽转化、CO变换和氢气提纯四大单元组成。原料气处理单元主要是天然气的脱硫。原料气的处理量较大,因此在压缩原料气时,选择较大的离心式压缩机。水蒸气为氧化剂,在镍催化剂的作用下将烃类物质转化,得到制取氢气的转化气。转化炉的型式、结构各有特点,上、下集气管的结构和热补偿方式以及转化管的固定方式也不同。虽然对流段换热器设置不同,在蒸汽转化单元都采用了高温转化和相对较低水碳比的工艺操作参数设置有利于转化深度的提高,从而节约原料消耗。转化炉送來的原料气,含一定量的CO,变换的作用是使CO在催化剂存在的条件下,与水蒸汽反应。按照变换温度分,变换工艺可分为高温变换和中温变换。近年来,由于注重对资源的节约,在变换单元的工艺设置上,开始采用CO高温变换加低温变换的两段变换工艺设置,以近一步降低原料的消耗。山西节能变压吸附提氢吸附剂