关于天然氢地下形成机理目前有多种解释,其中大多符合可持续、可再生的特点。目前国内外对地质氢的系统研究尚处于起步阶段,现有研究观测到的天然氢形成和发现的地质环境多样,因此天然氢可能是多种成因机制下的产物。其中,大致可分为“深层释放”、地质化学生成、生物生成三大类成因解释。“深层释放”类理论认为地球的地核、地幔中存在极为丰富的氢,随着地质运动会逐渐释放到地表,即因为资源近似无限而近似可再生。地质化学生成、生物生成类理论认为岩石破裂产气、岩石与流体的氧化作用、水的裂解、有机生物与非生物分解等地下化学反应有可能产生氢气,也可以归进可再生一类。不同类型的吸附剂可以根据不同的应用场景进行选择,如硅胶,它们具有不同的性质,可以满足不同的提氢需求。新疆加工变压吸附提氢吸附剂
变压吸附,是一种新型分离技术,它有如下优点:(1)产品纯度高。(2)一般可在和不高的压力下工作,床层再生时不用加热,节能经济。(3)设备简单,操作、维护简便。(4)连续循环操作,可完全达到自动化。因此,当这种新技术问世后,就受到各国工业界的关注,竞相开发和研究,发展迅速,并日益成熟。利用的平衡吸附量随组分分压升高而增加的特性,进行加压、减压的操作方法。吸附是放热过程,脱附是吸热过程,但只要吸附质浓度不大,吸附热和脱附热都不大,因此变压吸附仍可视作等温过程。变压吸附一般是常温操作,不须供热,故循环周期短,易于实现自动化,对大型化气体分离生产过程尤为适用。变压吸附的工业应用有:D空气和工业气体的:@高纯氢的制备:3空气分离制富氧或富氮空气(见彩图):@混合气体的分离如烷烃、烯烃的分离。@生物降解洗涤剂中间物,石脑油高纯度正构烷烃熔剂和异构体的分离:6,制取高纯度一氧化碳,回收利用工业尾气。 新疆加工变压吸附提氢吸附剂变压吸附提氢吸附剂可以通过改变吸附剂的孔隙结构来调节氢气的吸附性能。
变压吸附是一种新型气体吸附分离技术,它有如下特点(1)产品纯度高。(2)一般可在室温和不高的压力下工作,床层再生时不用加热,节能经济。(3)设备简单,操作、维护简便。(4)连续循环操作,可完全达到自动化。因此,当这种新技术问世后,就受到各国工业界的关注,竞相开发和研究,发展迅速,并日益成熟。任何一种吸附对于同一被吸附气体(吸附质》来说,在吸附平衡情况下,温度越低,压力越高,吸附量越大。反之,温度越高,压力越低,则吸附量越小。因此,气体的吸附分离方法,通常采用变温吸附或变压吸附两种循环过程。如果压力不变,在常温或低温的情况下吸附,用高温解吸的方法,称为变温吸附《简称TSA)。显然,变温吸附是通过改变温度来进行吸附和解吸的。变温吸附操作是在低温(常温)吸附等温线和高温吸附等温线之间的垂线进行,由于吸附剂的比热容较大,热导率(导热系数)较小,升温和降温都需要较长的时间,操作上比较麻烦,因此变温吸附主要用于含吸附质较少的气体净化方面。如果温度不变,在加压的情况下吸附,用减压(抽真空)或常压解吸的方法,称为变压吸附。可见,变压吸附是通过改变压力来吸附和解吸的。
相比于碱性电解槽,PEM电解槽由于设备成本过高,制氢成本相对较高,但随着氢能行业的发展,氢气需求的增加,以及技术的进步,会带来PEM电解槽成本的下降,叠加可再生能源电力成本的下降和产氢数量的增加,PEM电解槽制氢成本会低于碱性电解槽。如果考虑用地面积,即土地成本,PEM电解槽更加紧凑,同等规模下PEM占地面积几乎为碱性装置的一半,在土地昂贵的地区PEM电解槽优势更加明显,结合其效率高、能耗少、响应快、负载高等优势,PEM电解槽将是未来电解制氢的主流方向这种吸附剂可以在不同气体组成下实现氢气的选择性吸附。
天然气水蒸汽重整制氢、甲醇水蒸汽重整制氢、电解水制氢大型制氢:天然气水蒸汽重整制氢占主导地位:(1)天然气既是原料气也是燃料气,无需运输,氢能耗低,消耗低,氢气成本。(2)自动化程度高,安全性能高。(3)天然气制氢投资较高,适合大规模工业化生产,一般制氢规模在5000Nm3/h以上时选择天然气制氢工艺更经济小型制氢、高纯氢采用电解水方法:水电解制氢技术自开发以来一直进展不大,其主要原因是需要耗用大量的电能,电价的昂贵,用水电解制氢都不经济。电解水制氢,规模一般小于200Nm3/h,是较成熟的制氢方法,由于它的电耗较高,致其单位氢气成本较高。甲醇水蒸汽重整制氢是中小型制氢的(1)甲醇蒸汽重整制氢与大规模的天然气制氢或水电解制氢相比,投资省,能耗低。由于反应温度低,工艺条件缓和,燃料消耗也低。与同等规模的天然气制氢装置相比,甲醇蒸汽转化制氢的能耗约是前者的50%。(2)甲醇蒸汽重整制氢所用的原料甲醇易得,运输,储存方便。而且所用的原料甲醇纯度高,不需要再进行净化处理,反应条件温和,易于操作。 吸附剂是变压吸附提氢技术的关键,其性能直接影响到氢气的纯度和产率。内蒙古自热式变压吸附提氢吸附剂
这种吸附剂可以在不同温度下实现氢气的选择性吸附。新疆加工变压吸附提氢吸附剂
我们现在主要使用的吸附剂有变压吸附硅胶、、高效 Cu 系吸附剂(PU-1)、基制氧吸附剂(PU-8)等。其中山东辛化生产的变压吸附硅胶是针对变压吸附气体分离技术开、研究的脱炭、提纯吸附剂。第三代 (SIN-03)同过特殊的吸附剂生产工艺,控制吸附剂的孔径分布及孔容,改变吸附剂的表面物理化学性质,使其具有吸附容量大,吸附、脱炭速度快,吸附选择性强,分离系数高,使用寿命长等特点。从空气中分离出富氧,该过程经过改进,于 60 年代投入了工业生产。80 年代,变压吸附技术的工业应用取得了突破性的进展,主要应用在氧氮分离、空气干燥与净化以及氢气净化等。其中,氧氮分离的技术进展是把新型吸附剂碳分子筛与变压吸附结合起来,将空气中的 O2 和 N2 加以分离,从而获得氮气。随着分子筛性能改进和质量提高,以及变压吸附工艺的不断改进,使产品纯度和回收率不断提高,这又促使变压吸附在经济上立足和工业化的实现。新疆加工变压吸附提氢吸附剂