膜分离是一项新兴的高效分离技术,它以膜两侧气体的分压差为推动力,通过溶解一扩散一脱附等步骤产生组分问传递速率的差异来实现氢和其它杂质分离的目的。膜分离法具有工艺简单氢气,操作方便,投资少等优点,但制膜技术(如末的均匀性、稳定性、抗老化性、耐热性等)有待不断改进,膜的使用寿命也不长,而且要求原料气不含有固体微粒和油滴以防止损坏膜组件。产品的纯度一般不高(
金属氢化物净化法[7]是利用储氢材料在低温下吸氢高温下释放氢的特点来实现氢气的纯化,产品氢气的纯度很高,但它对原料气中氢纯度要求较高(大于99.99%),而且储氢金属材料多次循环使用会产生脆裂粉化现象,生产规模也不大,因而不适合粗氢及含氨尾气的大规模分离提纯。
吸附分离是利用吸附剂对气体混合物中不同组分的选择性吸附来实现混合物的分离的目的。含氢气源中的杂质组分在很多常用的吸附剂上的吸附选择性远超过氢,因此可以利用吸附分离法对经其中的氢气进行分离提纯。和以上的各种氢气分离提纯方法相比,吸附法具有以下优点:(1)产品气的纯度高,可以得到纯度为99.999%的氢气;(2)工艺流程简单,操作方便,无需复杂的预处理,可以处理多种复杂的气源;(3)吸附剂的使用寿命长,对原料气的质量要求不高,当进料气体的组成和处理量波动时装置的适应性好。
吸附分离法(特别是变压吸附法)因其工艺十分简单、产品纯度高(99.9%以上)、成本低、适用气源广、节能效果显著等特点已经成为且将来仍必将成为制氢的一种主导方法。
展望
随着化工工业、钢铁工业、电子工业等重要产业对氢气的需求越来越大,制氢工艺必然受到更多关注,也必然促进氢气制取技术的不断发展。考虑到变压吸附制氢能耗仅为水电解制氢的1/10[8],变压吸附制氢装置必然会得到更进一步的应用。另一方面氢气,随着制氢技术和工艺的发展,也将极大促进燃料电池技术和氢能经济的发展,也必将出现更多低成本的制氢工艺甲醇检测仪,不仅将给相关行业带来良好的经济效益,也为国家和社会的可持续发展创造良好的条件。
参考文献:
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