变压吸附技术的发展及其用于焦炉气制氢

本文简述了变压吸附技术的发展,介绍了以煤制炭分子筛为吸附剂,用该技术分离空气制取富氮的原理及工艺过程,并与传统的深冷法制氮工艺进行了比较;同时,还介绍了用变压吸附技术从焦炉煤气中回收而纯氢气的新方法。     

吸附强化焦油蒸汽重整制取氢气

分别采用固相反应法、溶胶凝胶法制备了Ni/Mg-Ca₁₂Al₁₄O₃₃催化剂、CaO-Ca₁₂Al₁₄O₃₃吸附剂,并将其作为重整催化剂、CO₂吸附剂应用在焦油蒸汽重整制取氢气的研究中,通过与普通蒸汽重整进行对比,系统地研究了重整温度、S/C比（反应体系中水蒸气与碳元素的摩尔比）、质量空速对焦油吸附强化蒸汽重整制氢特性的影响。结果表明,CO₂吸附剂的加入能够有效提升焦油重整效果,氢气产率、体积分数均得到显著提高,其中氢气体积分数达95%以上。随着S/C比的增加、质量空速的减小,普通蒸汽重整和吸附强化重整的制氢效果均是增强的,且均在S/C比、质量空速分别达到12：1、0.128 h⁻¹后增幅不再明显;尽管如此,相比普通重整,吸附强化重整降低了最佳重整制氢温度,在800℃时氢气产率能够达到87.35%。     

天然气制氢研究进展

介绍了以天然气甲烷为原料来制取氢气的方法,通过水蒸气重整工艺和选择性氧化工艺制取氢气,采用冷冻法、膜分离法、变压吸附法进行氢气提纯,同时对这些技术进行了分析并提出了今后发展的方向。     

快速变压吸附制氢工艺的模拟与分析

目前工业上主要通过变压吸附技术从蒸汽甲烷重整气中制取氢产品气。然而,能源需求量的快速增加使得传统变压吸附技术在产量方面的不足越发明显。为此,进行了快速变压吸附从蒸汽甲烷重整气中制取氢气的模拟研究。采用活性炭和5A分子筛作为吸附剂,并以测得的原料气中各组分在两种吸附剂上的吸附数据为基础,进行了六塔快速变压吸附工艺的数值模拟与分析。在分析了塔内温度、压力和固相的浓度分布后,探究了进料流量、双层吸附剂高度比以及冲洗进料比三个操作参数对于快速变压吸附工艺性能的影响,结果表明：原料气组成为H₂/CH₄/CO/CO₂=76%/3.5%/0.5%/20%,吸附压力为22 bar（1 bar=10⁵ Pa）,解吸吹扫压力为1.0 bar,处理量为0.8875 mol·s^-1,吸附剂床层高度比为0.5∶0.5,冲洗进料比为22.37%时,可获得H₂纯度99.90%,回收率69.88%,此时H₂产量为0.4713 mol·s^-1。相比之下,氢气纯度为99.90%时,尽管PSA工艺回收率为83.40%,但处理量只有0.39 mol·s^-1,因此H₂产量仅为0.2472 mol·s^-1。     

吸附法制取无水乙醇

本文介绍了两种制取无水乙醇较好的方法:分子筛脱水法和多糖类物质作吸附剂吸附法,并介绍了两法制取无水乙醇的优点。     

氯碱厂副产氢气分离提纯新工艺

随着世界经济的发展,对清洁能源的需求,尤其对氢气特别是高纯氢气的需求越来越大.氯碱工业副产氢气量很大,对氯碱厂副产的氢气进行分离提纯,开发了制取高纯氢气的新工艺.通过分层装填不同性能的吸附剂,保证在同一台设备中同时除去多种杂质气.采用变温和变压相结合的再生工艺,优化了吸附剂的再生效果.在吸附剂再生过程中,分段加热吸附剂,既保证了再生效果,又减少了再生气的用量.实验表明,此工艺的运用能大大提高副产氢气的分离效率,所得产品氢气的体积分数可达到99.999%以上.     

1,4-丁二醇脱氢制备γ-丁内酯副产氢气纯化工业化研究

在1,4-丁二醇(BDO)脱氢制备γ-丁内酯(GBL)装置上进行了副产氢气纯化工艺研究,考察了吸收塔的氢醇物质的量比、压力、温度以及吸附塔的氢气与吸附剂的体积比、循环时间等对吸收或吸附效果的影响,优化了吸收洗涤塔及吸附塔的操作指标。实验证明,控制BDO吸收设施氢醇比为2.0,操作压力以0.5 MPa为宜,吸收温度45℃为宜。吸附设施TSA氢气与吸附剂的体积比在140左右较为合适;循环时间16 h较佳,处理后的副产氢气产品纯度99.99%,效果良好。     

结构化5A分子筛吸附床结构及工艺参数对N2/H2吸附性能的影响

利用吸附等温线获得动力学参数,建立了CFD模型,模拟了氢气/氮气在结构化5A分子筛吸附床中的吸附过程,研究了吸附剂层片间距、吸附剂厚度等结构参数和吸附压力、进气流量等工艺参数对混合气吸附效果的影响。结果表明：减小层片间距和吸附剂厚度可显著提高传质系数和床层利用率。增大吸附压力可提高床层利用率,但会减小传质系数。进气流量对传质系数的影响不明显,但当流量较大时,吸附容量和床层利用率均呈减小趋势。结构化5A分子筛吸附剂吸附性能良好。     

用变压吸附法提纯氢气,如何在装置不停止运行情况下,判断故障阀并排除故障

变压吸附法是现代石油化工普遍使用的从气体中提取氢气的一种方法。它通过提高气体的压力,使吸附剂吸附气体中的杂质释放出氢气,吸满杂质的吸附剂,通过降低气体压力排除吸附杂质,再用吸附产出的氢气冲洗吸附剂,升压后再重新吸附杂质。这样一个不断循环往复连续生产氢气的过程,都是由DCS系统指挥程控阀,通过开和关控制气体的压力来实现。这套工艺流程中,顺放罐公共程控阀出故障,往往装置要停车抢修,影响了企业的效益,本班组通过改变工艺流程;关闭对应的手阀和充氮保护等方法,在不停车的情况下也能排除阀门故障,避免企业因停车造成的损失。     

变压吸附技术在半焦煤气制氢工业中的应用

变压吸附技术具有投资少、能耗低、产品氢气纯度高等优势,在制氢工业得到了广泛应用。为实现资源的再利用,以半焦煤气作为氢源,并针对半焦煤气含氢量低、杂质组分含量高的特点,通过水洗除盐、预处理、真空吸附氢气提浓、变压吸附氢气提纯组合工艺,分离制取高纯度的H2产品。     

不同ZnO含量脱硫吸附剂的脱硫性能研究

采用混捏法制备了不同ZnO含量的镍基催化剂,考察其对油品中含硫化合物的吸附脱硫效果,并对吸附剂的性能进行评价。通过XRD、H2-TPR、BET等表征手段对制备的催化剂进行表征。在固定床装置上对吸附剂进行评价,得到不同ZnO质量分数吸附剂的吸附脱硫效果。在常压、320℃条件下通氢气,氢气流量50 m L/min,对吸附剂预还原2 h,然后降温至220℃,常压条件下对含噻吩100×10-6的苯溶液模型油进行吸附脱硫。结果表明:Zn O质量分数为12%的镍基催化剂吸附脱硫效果最好,吸附剂能持续吸附44 h,平均脱硫率高达98%,穿透硫容达8.8 mg/g,具有较好的工业应用前景。     

低温等离子改性复合钙基吸附剂烟气脱硫实验研究

低温等离子技术对固体吸附剂表面具有明显的改性作用,为研究低温等离子改性对复合钙基吸附剂脱硫的影响,并开发高效的脱硫吸附剂,分别制取了不同比例的活性炭/复合钙基吸附剂(AC/CaO),并在固定床吸附实验台上进行脱硫实验,探究配比、吸附温度、O_2浓度对SO_2吸附效果的影响。在优化的实验条件下,进一步探究低温等离子改性对复合钙基吸附剂脱硫的影响。结果表明,在最佳实验条件下,复合钙基吸附剂对SO_2的单位质量吸附量达到24.89mg/g,大于纯CaO的脱硫效果;通过低温等离子处理后的复合钙基吸附剂拥有更高的SO_2脱除效率,与未改性复合钙基吸附剂相比,单位质量吸附量提高了61.7%;在SO_2和NO的竞争脱除反应中,经过低温等离子改性后,复合钙基吸附剂脱除污染物向着有利于脱除SO_2的方向发展。     

炼厂气制氢概述

介绍了以炼厂气为原料来制取氢气的方法，炼厂气经过冷冻法、膜分离法、变压吸附法直接分离出来，精制后通过水蒸气重整工艺和选择性氧化工艺制取氢气，可将两种工艺耦合在一个反应器内制氢。     

生物制氢研究进展(Ⅱ)应用与前景

探讨了各种生物制氢技术处理废弃物并从中制取氢气的特性,对各技术的优缺点进行了比较分析,得出厌氧发酵生物制氢技术则是其中最有潜力的技术,更易于实现规模化的工业性生产。介绍了氢气的储存方法,讨论了燃料电池对生物制氢技术的要求及生物制氢技术应用于燃料电池的可行性,预测了其未来的发展方向及应用前景。     

用于PEMFC的天然气水蒸气制氢系统

针对质子交换膜燃料电池（PEMFC）的应用要求,开发了一个包括天然气水蒸气重整、CO变换和变压吸附净化的制氢工艺过程,并着重对重整反应和变压吸附的操作条件进行了实验研究。考察了温度、空速和水碳比对重整反应的影响,得到适宜的工艺操作条件,实验结果表明：温度650℃、水碳比6、空速42h^-1时,氢气含量为70.21%,甲烷转化率为77.41%;分析了温度、流速对变压吸附脱除CO效果的影响,结果表明：在0.2MPa、40℃和吸附、脱附时间120s的条件下,产品气中CO浓度接近于1×10^-6,经过多次循环后产品气质量稳定,可以连续获得满足80W质子交换膜燃料电池要求的高纯度氢气。     

吸附分离氯化钙中镁铅离子的试验研究

以去除纯碱副产物氯化钙中的镁铅离子,制取高纯氯化钙为目的,采用吸附的方法,研究了不同吸附剂对镁铅离子的分离效果,以及吸附时间、温度、pH值等因素对改性斜发沸石吸附效果的影响。试验结果表明:改性斜发沸石对氯化钙中镁铅离子有较好的吸附去除效果,吸附时间100min、温度30℃、100ml质量分数为0.5%的氯化钙溶液加吸附剂1.5g、pH10为最优吸附条件。     

中孔材料Cu—Zn—Al2O3的合成及其在CO水煤气变换反应中的应用

前言 聚合物电极燃料电池（PEFC）系统在固定式发电装置和车载发电装置中得到广泛应用。在聚合物电极燃料电池中作为燃料的氢气．是通过甲醇或烃类的部分氧化反应以及蒸汽重整反应而产生的。目前存在的问题是重整氢气中含有大约1％～3％的CO．而这部分CO在使用温度下（大约80℃）不可逆的吸附在聚合物燃料电池（PEFC）的Pt电极上并阻止电化学反应^[1-3]。     

基于钴改性的钙基吸附剂污泥富氢气化

基于钙基吸附剂的污泥蒸汽气化制取富氢合成气是一种高效环保的污泥处理方式。本文采用溶胶-凝胶法制备了Co改性、Al₂O₃为载体的钙基吸附剂。借助热重分析仪测定不同钙基吸附剂在多个碳酸化和煅烧循环中的CO₂吸附能力和循环稳定性,并在固定床上进行污泥蒸汽气化实验。结果显示：煅烧过程中,以Al₂O₃为载体的钙基吸附剂中的Al₂O₃与CaO生成七铝酸十二钙(Ca₁₂Al₁₄O₃₃),并表现出优异的孔隙结构的和CO₂吸附能力,其中,Co质量分数为10%的吸附剂在30次循环（700℃碳酸化35min,850℃煅烧5min）中碳酸化率稳定在70%左右;提高气化温度及Co的添加量可促进焦油裂解和甲烷重整反应,显著提高了合成气中H₂的浓度和产量及污泥气化的冷煤气效率,有利于富氢气体的制取;在650℃下,相比于纯CaO,添加Co质量分数为15%的吸附剂时,H₂产量提高了102%,H₂体积分数提高到85%。     

海珀尔采用霍尼韦尔UOP先进氢气技术用于清洁燃料电池

正霍尼韦尔于5月20日宣布,北京海珀尔氢能科技有限公司(以下简称"海珀尔")将采用霍尼韦尔UOP先进技术来为氢能电池供应高纯度氢气。海珀尔将采用霍尼韦尔UOP一系列氢气解决方案,包括Polybed~(TM)变压吸附(PSA),热变吸附(TSA)以及其他吸附技术,以净化提纯燃料电池中使用的氢气。霍尼韦尔UOP还将提供燃料电池项目所需的服务、设备和吸附剂。     

流化床二氧化碳吸附强化甘油重整的数值模拟

生物甘油催化重整技术为制氢工业的发展提供了广阔的前景,而二氧化碳吸附强化重整因能降低能耗和促进氢气产量被广泛关注。基于欧拉-欧拉双流体模型,结合化学反应动力学,对流化床反应器中二氧化碳吸附强化甘油重整过程开展了数值模拟,评估了催化剂和吸附剂颗粒在反应器中的流动行为,分析了操作压力对气体产物分布的影响。结果表明,催化剂和吸附剂在床中形成了典型的内循环流动结构,压力的增加会促进吸附反应,但在一定程度上减少了氢气的纯度。