Tseoliidi molekulaarsõelad mängivad PSA (Pressure Swing Adsorption) vesiniku tootmisprotsessis üliolulist rolli ja nende selektiivsed adsorptsiooniomadused on võti tõhusa vesiniku puhastamise saavutamiseks. PSA vesiniku tootmine on füüsikaline adsorptsiooniprotsess, see on gaasi eraldamise protsess, mis kasutab molekulaarsõela adsorbendil erinevate gaaside erinevat adsorptsioonivõimet.
Kuidas toimub vesiniku puhastamise protsess?
Kuna vesinikku kasutatakse paljudes tööstus- ja energeetikasektorites, eriti kütuseelementides ja elektroonikatööstuses, on neil äärmiselt ranged nõuded, ainult kõrge puhtusastmega vesinik suudab neid nõudeid täita.
Kuid toorainest toodetud vesinik sisaldab sageli veeauru ja lisandeid, nagu süsinikmonooksiid, süsinikdioksiid, metaan, lämmastik ja sulfiidid. Need vesi ja lisandid võivad mürgitada katalüsaatoreid, vähendada reaktsiooni efektiivsust, korrodeerida seadmeid ja kujutada endast ohutusriske. Seetõttu keskenduvad vesiniku puhastamisega seotud protsessid peamiselt kuivatamisele ja lisandite eemaldamisele.
PSA vesiniku tootmine ja puhastamine
PSA vesiniku tootmine on üks enim kasutatavaid vesiniku puhastusprotsesse tööstuses. See sobib eriti hästi vesinikku{1}}sisaldavate segagaaside (nt koksiahjugaas ja sünteesigaas) puhastamiseks (maagaasi reformimine, kivisöe gaasistamine).
PSA vesiniku puhastamine kasutab molekulaarsõelte erinevat selektiivset adsorptsioonivõimet kõrge rõhu all, et eraldada vesinik segagaasist. Molekulaarsõelte ühtlane pooride suurus võimaldab neil püüda väiksemaid lisandimolekule ja vabastada suuremaid vesiniku molekule.
See suuruse{0}}välistusmehhanism tagab vee ja lisandite tõhusa eemaldamise, tootes üli-puhast vesinikku, mis sobib kriitilisteks rakendusteks. Ja tseoliidi molekulaarsõelad on muutunud selle protsessi nurgakiviks.
Kõrge rõhu all adsorbeeritakse lisandid, samal ajal kui vesinik läbib. Madala rõhu/vaakumi all desorbeeruvad (regenereeruvad) molekulaarsõelad, vabastades lisandid. Perioodiliselt rõhku vahetades saab pidevalt saada kõrge puhtusastmega vesinikku.
Molekulaarsõelad vesiniku puhastamiseks
Sissepuhkeõhu -eeltöötlus: enne kui segatud gaasivoog (sisaldab vesinikku, veeauru, süsinikmonooksiidi, süsinikdioksiidi, metaani, gaasilist lämmastikku jne) siseneb PSA-süsteemi, tuleb 3A või 4A tüüpi tseoliidi molekulaarsõelad (või aktiveeritud alumiiniumoksiid) esmalt eemaldada.
Kõrgsurve adsorptsioon: lisandeid (nagu süsinikmonooksiid, süsinikdioksiid, metaan, gaas lämmastik jne) saab adsorbeerida 5A tüüpi tseoliidi molekulaarsõeltega ja mõnikord võib kombineerida ka 13X tüüpi tseoliidi molekulaarsõelu.