Ceolito molekuliniai sietai atlieka lemiamą vaidmenį PSA (Pressure Swing Adsorbtion) vandenilio gamybos procese, o jų selektyvios adsorbcijos savybės yra raktas į efektyvų vandenilio gryninimą. PSA vandenilio gamyba yra fizinis adsorbcijos procesas, tai yra dujų atskyrimo procesas, kurio metu naudojami skirtingi skirtingų dujų adsorbcijos pajėgumai ant molekulinio sieto adsorbento.
Kaip vyksta vandenilio valymo procesas?
Kadangi vandenilis taikomas daugelyje pramonės ir energetikos sektorių, ypač kuro elementų ir elektronikos pramonėje, jiems keliami itin griežti reikalavimai, šiuos reikalavimus gali patenkinti tik didelio grynumo vandenilis.
Tačiau iš žaliavų gaminamame vandenilyje dažnai yra vandens garų ir priemaišų, tokių kaip anglies monoksidas, anglies dioksidas, metanas, azoto dujos ir sulfidai. Šis vanduo ir priemaišos gali nuodyti katalizatorius, sumažinti reakcijos efektyvumą, korozuoti įrangą ir kelti pavojų saugai. Todėl procesuose, susijusiuose su vandenilio valymu, daugiausia dėmesio skiriama džiovinimui ir priemaišų pašalinimui.
PSA vandenilio gamyba ir valymas
PSA vandenilio gamyba yra vienas iš dažniausiai pramonėje naudojamų vandenilio valymo procesų. Jis ypač tinka vandenilio,{1}}kurių sudėtyje yra mišrių dujų, tokių kaip kokso krosnių dujos ir sintetinės dujos, valymui (gamtinių dujų riformingas, anglies dujinimas).
PSA vandenilio gryninimas naudoja diferencines selektyvias molekulinių sietų adsorbcijos galimybes esant aukštam slėgiui, kad atskirtų vandenilį nuo sumaišytų dujų. Vienodas molekulinių sietų porų dydis leidžia jiems sulaikyti mažesnes priemaišų molekules ir išleisti didesnes vandenilio molekules.
Šis dydžio{0}}išskyrimo mechanizmas užtikrina efektyvų vandens ir nešvarumų pašalinimą, gamindamas itin-gryną vandenilį, tinkantį kritinėms reikmėms. O ceolito molekuliniai sietai tapo kertiniu šio proceso akmeniu.
Esant aukštam slėgiui, priemaišos adsorbuojamos, o vandenilis praeina. Esant žemam slėgiui / vakuumui, molekuliniai sietai desorbuojasi (regeneruoja), išskirdami priemaišas. Periodiškai keičiant slėgį, galima nuolat gauti didelio grynumo vandenilį.
Molekuliniai sietai vandenilio valymui
Įeinančio oro išankstinis apdorojimas: prieš mišriai dujų srovei (kuriame yra vandenilio, vandens garų, anglies monoksido, anglies dioksido, metano, azoto dujų ir kt.) patenkant į PSA sistemą, pirmiausia reikia pašalinti 3A arba 4A tipo ceolito molekulinius sietus (arba aktyvuotą aliuminio oksidą).
Aukšto slėgio adsorbcija: priemaišas (pvz., anglies monoksidą, anglies dioksidą, metaną, azoto dujas ir kt.) galima adsorbuoti 5A tipo ceolito molekuliniais sietais, o kartais 13X tipo ceolito molekulinius sietus taip pat galima naudoti kartu.