Ang mga zeolite molecular sieves ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa proseso ng produksyon ng hydrogen ng PSA (Pressure Swing Adsorption), at ang kanilang mga selective adsorption properties ay ang susi sa pagkamit ng mahusay na hydrogen purification. Ang produksyon ng hydrogen ng PSA ay isang pisikal na proseso ng adsorption, ito ay isang proseso ng paghihiwalay ng gas na gumagamit ng iba't ibang mga kapasidad ng adsorption ng iba't ibang mga gas sa molecular sieve adsorbent.
Paano ang Proseso ng Hydrogen Purification?
Habang inilalapat ang hydrogen sa maraming sektor ng industriya at enerhiya, lalo na sa mga fuel cell at industriya ng electronics, mayroon silang napakahigpit na mga kinakailangan, tanging ang mataas na kadalisayan ng hydrogen ang makakatugon sa mga pangangailangang ito.
Ngunit ang hydrogen na ginawa mula sa mga hilaw na materyales ay kadalasang naglalaman ng singaw ng tubig at mga impurities tulad ng carbon monoxide, carbon dioxide, methane, nitrogen gas at sulfide. Ang tubig at mga dumi na ito ay maaaring lason ang mga katalista, bawasan ang kahusayan ng reaksyon, kaagnasan ang kagamitan, at magdulot ng mga panganib sa kaligtasan. Samakatuwid, ang mga prosesong nauugnay sa hydrogen purification ay pangunahing nakatuon sa pagpapatuyo at pag-alis ng karumihan.
PSA Hydrogen Production At Purification
Ang produksyon ng hydrogen ng PSA ay isa sa mga karaniwang ginagamit na proseso ng paglilinis ng hydrogen sa industriya. Ito ay partikular na angkop para sa paglilinis ng hydrogen-na naglalaman ng mga halo-halong gas gaya ng coke oven gas at syngas (natural gas reforming, coal gasification).
Ginagamit ng PSA hydrogen purification ang differential selective adsorption na mga kakayahan ng molecular sieves sa ilalim ng mataas na presyon, upang paghiwalayin ang hydrogen mula sa pinaghalong gas. Ang pare-parehong laki ng butas ng mga molecular sieves ay nagbibigay-daan sa kanila na bitag ang mas maliliit na molekula ng karumihan, at maglabas ng mas malalaking molekula ng hydrogen.
Tinitiyak ng laki-na mekanismo ng pagbubukod na ito ang epektibong pag-alis ng tubig at mga dumi, na gumagawa ng ultra-purong hydrogen na angkop para sa mga kritikal na aplikasyon. At ang zeolite molecular sieves ay naging isang pundasyon sa prosesong ito.
Sa ilalim ng mataas na presyon, ang mga impurities ay na-adsorbed, habang ang hydrogen ay dumadaan. Sa ilalim ng mababang presyon/vacuum, ang mga molecular sieves ay nagde-desorb (regenerate), naglalabas ng mga impurities. Sa pamamagitan ng pana-panahong pagpapalit ng presyon, ang mataas na kadalisayan ng hydrogen ay maaaring patuloy na makuha.
Molecular Sieves Para sa Hydrogen Purification
Inlet air pre-treatment: Bago ang pinaghalong gas stream (naglalaman ng hydrogen, water vapor, carbon monoxide, carbon dioxide, methane, nitrogen gas, atbp.) ay pumasok sa PSA system, ang type 3A o 4A zeolite molecular sieves (o activated alumina) ay kinakailangang mag-alis muna ng tubig.
High pressure adsorption: Ang mga dumi (tulad ng carbon monoxide, carbon dioxide, methane, nitrogen gas, atbp.) ay maaaring i-adsorbed ng uri 5A zeolite molecular sieves, at kung minsan ang type 13X zeolite molecular sieves ay maaari ding gamitin sa kumbinasyon.
