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活性炭非常适用于制氢行业的吸附材料

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发布日期:2023-05-29 作者: 点击:

  在制氢工业中,活性炭非常适合吸附材料。


  活性炭是一种经过特殊处理的炭,在隔离空气的条件下加热有机原料(果壳、煤、木材等)。),从而减少非碳成分(这个过程叫做碳化),然后与气体发生反应,表面被侵蚀,产生微孔发达的结构(这个过程叫做活化)。由于活化过程是一个微观过程,即大量分子碳化物表面的侵蚀是点状侵蚀,活性炭表面有无数的小孔。活性炭表面的微孔直径大多为2~在50nm之间,即使是少量的活性炭,也有巨大的表面积,每克活性炭的表面积为500~1500m2,几乎所有活性炭的应用都是基于活性炭的这一特性。


  氢气是一种潜在的二次能源。氢气被认为是一种重要的能源载体,与传统的化石燃料相比,它具有零污染和来源的优点。目前,大多数氢气都是通过重组天然气和蒸汽甲烷来生产的。然而,这一过程释放的气体含有h2、ch4、co2、n2和co。氢气净化是氢气利用的重要组成部分。实验中,我们采用活性炭在真空变压吸附和变压吸附作为氢气净化的方法,以测试活性炭对氢气净化的影响。


  目前,超过85%的氢气生产企业使用变压吸附技术来净化氢气。psa是真空psa的基础。与真空psa相比,真空psa效率更高,产量更高。本研究采用多组分气体(h2/co真空变压吸附和变压吸附塔用于氢气净化,/co2/ch4/n2=0.79/0.17/0.007/0.021/0.012。对活性炭和沸石吸附剂的吸附性能进行了比较。与沸石混合活性炭相比,活性炭具有更大的吸附能力,因此被选为氢净化吸附剂。另外,还建立了10步psa循环模型,模拟氢净化性能。

活性炭非常适用于制氢行业的吸附材料

  活性炭和活性炭混合沸石摩尔分数的模拟结果与实验结果相匹配。可以看出,不同成分的渗透时间是不同的。氢气被轻微吸附,并迅速达到突破点。氮是首先突破吸附层的气体,其次是一氧化碳,甲烷和二氧化碳是突破吸附层的气体。主要原因是不同的气体有不同的吸附特性。活性炭和活性炭混合沸石吸附剂对各种气体成分的吸附量为:co2>ch4>co>n2>h2。


  在吸附过程中,弱吸附剂从吸附床上脱附,然后被气流吸收,所以渗透曲线上有一个明显的峰值。活性炭中吸附质的吸附率低于活性炭中掺杂的沸石,活性炭渗透曲线的峰值低于活性炭中掺杂的沸石。这意味着活性炭可以吸收比沸石更多的二氧化碳、甲烷、一氧化碳、氮气和氢气。除氢气外,二氧化碳是混合物中丰富的成分。虽然氢气的吸附量很小,但co2的吸附量很大。因此,在这种情况下,选择吸附剂作为吸附剂吸附量的指标来测量co2的吸附量。


  真空变压吸附活性炭(vpsa)分析比较了常压和真空变压吸附循环,包括净化氢气、活性炭和混合沸石吸附剂的活性炭。结论如下。当氢气从多组分气体中净化时,活性炭的吸附能力高于沸石,吸附能量高达17.80-25.75%。真空变压吸附的氢净化性能优于变压吸附。


  因此,真空变压吸附系统氢气净化的参数得到了进一步的研究和优化。结果表明,进料时间对氢纯度有负面影响,对氢回收率有正面影响,而吹扫时间对氢纯度有正面影响,对氢回收率有负面影响。结果表明,当进料时间为223秒,吹扫时间为96秒时,氢回收率可达88.65%。氢纯度可达99.33%,当进料时间为100秒,吹扫时间为45秒。活性炭非常适合制氢行业的吸附材料。


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