【干货】制氢纯化系统及设计要点

文摘   2025-01-08 08:17   辽宁  
电解水制氢的纯化系统主要由催化脱氧与吸附脱水两部分构成,是对制氢产生的氢气进行深度处理的装置。

1、催化脱氧的重点在于去除氢气里的杂质氧。目前,电解氢脱氧常用钯催化剂,它具备高活性与良好的选择性,能高效促使氢、氧发生反应。为保障催化反应速率稳定,脱氧器一般采用内加热方式。加热提升了体系温度,为氢、氧分子提供足够的动能,加速二者在钯催化剂表面发生化学反应。该反应生成的水,后续会经分离处理,经过这一步,氢气中的氧含量大幅降低。
2、吸附脱水主要是去除氢气中的水分。这一过程基于物理吸附原理,吸附质分子和吸附剂之间靠范德华引力结合。吸附剂一般采用硅胶、分子筛等多孔吸附剂。当含饱和水的氢气通过吸附剂时,水分子受吸附剂表面引力作用,被吸附进孔隙当中。经过吸附脱水,氢气的含水量能够控制在一定范围以内,满足下游的用氢需求。
纯化系统的设计要点
1、材料选择
根据用气单位对氢气纯度要求选择催化剂和吸附剂,并依其性能参数确定纯化设备运行参数和工艺流程。
2、设备设计
  • 脱氧器应设计为加热形式,将原料氢气加热到100°C,防止游离水影响催化剂表面的脱氧反应,保障生产安全。
  • 吸附剂再生方式需综合考虑气体流量、产品气纯度、再生气来源和能量消耗等情况,经技术和经济比较后确定。
  • 电加热器设计、制造和电源接线需符合防爆安全规范。
  • 脱氧塔与干燥塔的设计需符合压力容器规范,配置安全阀、压力表等安全附件并定期检验。
3、设备连接与维护
容器与管路连接的选用和处理影响气体纯度,设备泄漏或制造过程清洁不到位会增加氢气杂质。
4、气体纯度检测
配置在线连续分析的微量氧分析仪和露点仪,用于检测纯化后氢气中的杂质,防止因检测不及时或仪器不准确导致氢气纯化效果下降。
注:图片来自网络

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