随着化石能源不断消耗,资源终究会枯竭,新的“含能体能源”也必然出现,其中氢能源便是其中的主要的。氢在自然界储存十分丰富,据估计氢元素构成了宇宙质量的75%,它***存在于空气中,另外在水、矿物燃料和各类碳水化合物之中普遍存在。除了核燃料热值高值外,氢的发热值高,其燃烧产生的热值要远远高于所有化石燃料、化工燃料和生物燃料等。氢的燃烧性能良好,燃点高,可燃范围***,而且燃烧速度快,从热值和燃烧角度看,氢***就是一种质量和高效的能源。另外,氢气本身无毒,燃烧后除了生成水和少量氮化氢之外,不会产生对生态和环境有害的污染物,而且没有二氧化碳排放,因此氢能属于清洁能源,对于生态环境治理和减少二氧化碳排放均具有重大意义。 氢元素并不等于氢能源。湖南甲醇变压吸附提氢吸附剂
在电池室的氢气安全管理中,浓度标准的设定至关重要。过高的氢气浓度可能引发,造成严重后果。因此,我们必须严格遵守氢气安全浓度标准。根据我国GB50177-2005氢气站设计规范,氢气在空气中的界限为4%-75%体积比,而在氧气中的界限为4.5%-94%体积比。这一数据为我们设定电池室氢气安全浓度提供了重要参考。为了更直观地理解这一标准,我们可以将4%体积比的氢气浓度进行一百等分,使其对应100%LEL。这意味着,当检测仪的数值达到25%LEL时,氢气的含量相当于1%体积比,此时应启动警报,采取相应措施。电池室的氢气浓度应设定在10000ppm(百万分之一)时发出告警,即氢气浓度在1%体积比的时候产生告警。运维人员仍需采取措施,如开启排气扇、消防风机通风,并查找电池产生氢气的原因,将故障电池进行更换。湖南甲醇变压吸附提氢吸附剂压力下吸附杂质提纯氢气、减压下解吸杂质使吸附剂再生的循环便是变压吸附过程。
在制氢设备中,氢气的纯化可以通过物理或化学的方法来实现,常见的氢气纯化技术有变压吸附提纯、膜分离提纯、低温分离提纯、化学提纯、金属氢化法、氢化脱氢法等。需要注意的是,不同的制氢设备可能采用不同的纯化方法,具体选择取决于设备规模、原料气成分、纯化要求等因素。1,变压吸附(PSA)是通过吸附剂在 下吸附氢气中的杂质,然后在低压下解吸的提纯方法,适用于大规模制氢设备。2,膜分离作为一种常用的提纯技术,包括钯膜扩散法和有机中空纤维膜扩散法,是利用特殊的膜材料,通过选择性渗透的原理,将氢气与其他气体分离,适用于中小规模制氢设备。3,低温分离提纯则是基于氢与其他气体沸点差异大的原理,由于氢气在低温下会产生冷凝液化现象,而其他杂质气体则仍保持气态,从而实现氢气的纯化。这种方法需要消耗大量的能量,因此成本较高。4,化学提纯是指通过化学反应将氢气中的杂质转化为其他物质,从而实现氢气的纯化。
变压吸附有如下特点;产品纯度高;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;设备简单,操作、维护简便;连续循环操作,可完全达到自动化。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。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。变压吸附提氢吸附剂作用。
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,而且对烃类和CO,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。在变压吸附过程中,吸附床内吸附剂解吸时依靠降低杂质分压实现的。安徽新型变压吸附提氢吸附剂
。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。湖南甲醇变压吸附提氢吸附剂
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,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。(1)煤炭制氢制取过程比天然气制氢复杂,得到的氢气成本也高。(2)国内多晶硅绝大多数都采用的是水电解制氢,只有中能用的是天然气制氢,而国外应用的更多是甲醇制氢,因此,我们重点选择以下三类方案进行对比:(A)天然气制氢装置(B)甲醇制氢装置。 湖南甲醇变压吸附提氢吸附剂
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