湖南天然气变压吸附提氢吸附剂

：氢能已成为未来能源发展的重要方向之一，被视为是实现碳达峰、碳中和的必由之路。目前氢气的主要来源以天然气和煤等化石燃料为主，生产过程仍要排放大量二氧化碳。电解水所产氢气被视为“绿氢”，被认为是氢气生产的方向，但目前“绿氢”成本远远高于化石燃料制氢。通过分析碱性电解槽（AWE）和质子交换膜电解槽（PEM）两种主流电解技术的制氢成本，发现氢气成本主要由设备折旧和电力成本两部分组成。由此降本措施主要是降低这两部分的成本，包括降低电价以降低电力成本，增加电解槽工作时间生产更多氢气以摊薄折旧和其他固定成本，以及通过技术进步和规模化生产降低电解槽尤其是PEM电解槽的设备成本等。变压吸附提氢技术的应用范围正在不断扩大，不仅用于工业生产，还应用于环保、医疗等领域。湖南天然气变压吸附提氢吸附剂

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。湖南撬装变压吸附提氢吸附剂变压吸附提氢技术不仅可以用于从气体混合物中分离氢气，还可以用于其他需要气体分离的应用领域。

变压吸附煤气制氢工艺：制气原理煤气制氢变压吸附(PSA)技术是利用吸附剂表面对于气体分子的物理吸附作用,吸附剂在等压下容易吸附高沸点组分,不易吸附低沸点组分。当压力增大时,吸附能力增加。煤气在经过吸附剂时,相对于氢气沸点较高的其他气体组分被选择地吸附在吸附剂上，而氢气则通过吸附剂,达到氢气与其他气体组分分离的目的。然后在减压升温的条件下，吸附剂上的其他气体组分脱离实现吸附剂的再生焦炉煤气是制氢的主要原料，温度40C压力5~15kPa，焦炉煤气中 CH以后的组分是沸点较高的组分,与吸附剂结合吸附性较强。采用变温解析先除掉这些组分,再进行变压吸附除掉其他气体组分,以制得较高纯度的氢气。

甲醇部分氧化制氢甲醇部分氧化制氢是放热反应，可对外提供热量，其主要副产物为CO2，可降低CO含量。在以氧气作为氧化剂时，所产生的氢气浓度可达66%；但在以空气为氧化剂时，氢气浓度为41%。甲醇部分氧化与甲醇水蒸气重整反应相比，有以下优点：反应是放热反应，在接近230℃时，反应速度快，当用氧气代替水蒸气做氧化剂，效率更高。但用空气做氧化剂时，会带入氮气降低氢含量，为后续分离提出带来困难。潘相敏等[5]制备CuZnAlZr整体式催化剂，并考察了水醇比、氧醇比和液体空速等条件对该催化剂上甲醇氧化重整制氢反应的影响，实验得到***反应条件为水醇摩尔比1，氧醇摩尔比0.22，液体空速0.96h-1。亓爱笃等[8]在Cr-Zn氧化物催化剂上考察了各种工艺条件对甲醇氧化重整制氢过程的影响。通过正交试验对甲醇的转化率、氢气的选择率、氢产率和产物中CO、CO2的浓度影响程度为反应温度>氧醇比>水醇比。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。

采用变压吸附分离气体工艺技术从甲醇烈解转化气中提纯氢气的原理是利用吸附剂对不同吸附质的选择性，以及吸附剂对吸附质的吸附容量随压力变化而存在差异的特性，在高压下吸附原料中的杂质组分使得氢气得以提纯低压下脱附这些杂质而使吸附剂获得再生，达到连续提纯氢气的目的。整个操作过程均在环境温度下进行，工艺过程完全实现了自动化控制。来自甲醇高位槽的甲醇和来自原料液储罐中的循环液，经过流量比例调节系统后，分别进入混合管充分混合，配置成规定比例的醇、水昆合液，由原料由下而上被脱盐水洗涤，除去未反应的甲醇和水后，再经气液分离器，分离液滴和缓冲后的转化气被送人变压吸附工序合格后的转化气经过一套吸附塔并联交器，被导热油加热汽化并过热至规定温度的醇、水昆合蒸气进入转化器中，同时完成催化裂解和转化反应，生成的高温转化气在换热器中被原料液冷却，再经冷凝器被循环冷却水冷却冷凝降温后进人净化塔替运行的变压吸附装置，分离杂质后，得到纯度和杂质含量都合格的产品氢气。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。上海大型变压吸附提氢吸附剂

常用的吸附剂包括活性炭、分子筛、沸石等，它们具有不同的吸附性能和适用范围。湖南天然气变压吸附提氢吸附剂

变压吸附气体分离工艺过程之所以得以实现是由于吸附剂在这种物理吸附中所具 有的两个基本性质:一是对不同组分的吸附能力不同，二是吸附质在吸附剂上的吸附 容量随吸附质的分压上升而增加，随吸附温度的上升而下降。利用吸附剂的性质，可实现对混合气体中某些组分的优先吸附而使其它组分得以提纯;利用吸附剂的 第二个性质，可实现吸附剂在低温、高压下吸附而在高温、低压下解吸再生，从而构 成吸附剂的吸附与再生循环，达到连续分离气体的目的。湖南天然气变压吸附提氢吸附剂