Τα μοριακά κόσκινα ζεόλιθου διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο στη διαδικασία παραγωγής υδρογόνου PSA (Pressure Swing Adsorption) και οι ιδιότητες επιλεκτικής προσρόφησής τους είναι το κλειδί για την επίτευξη αποτελεσματικού καθαρισμού υδρογόνου. Η παραγωγή υδρογόνου PSA είναι μια φυσική διαδικασία προσρόφησης, είναι μια διαδικασία διαχωρισμού αερίων που χρησιμοποιεί τις διαφορετικές ικανότητες προσρόφησης διαφορετικών αερίων στο προσροφητικό μοριακού κόσκινου.
Πώς είναι η διαδικασία του καθαρισμού του υδρογόνου;
Καθώς το υδρογόνο εφαρμόζεται σε πολλούς βιομηχανικούς και ενεργειακούς τομείς, ειδικά στις κυψέλες καυσίμου και τη βιομηχανία ηλεκτρονικών, έχουν εξαιρετικά αυστηρές απαιτήσεις, μόνο το υδρογόνο υψηλής καθαρότητας μπορεί να καλύψει αυτές τις απαιτήσεις.
Όμως το υδρογόνο που παράγεται από τις πρώτες ύλες περιέχει συχνά υδρατμούς και ακαθαρσίες όπως μονοξείδιο του άνθρακα, διοξείδιο του άνθρακα, μεθάνιο, αέριο άζωτο και σουλφίδια. Αυτά τα νερά και οι ακαθαρσίες μπορούν να δηλητηριάσουν τους καταλύτες, να μειώσουν την αποτελεσματικότητα της αντίδρασης, να διαβρώσουν τον εξοπλισμό και να δημιουργήσουν κινδύνους για την ασφάλεια. Ως εκ τούτου, οι διαδικασίες που σχετίζονται με τον καθαρισμό του υδρογόνου επικεντρώνονται κυρίως στην ξήρανση και την απομάκρυνση ακαθαρσιών.
Παραγωγή και Καθαρισμός Υδρογόνου PSA
Η παραγωγή υδρογόνου PSA είναι μια από τις πιο συχνά χρησιμοποιούμενες διαδικασίες καθαρισμού υδρογόνου στη βιομηχανία. Είναι ιδιαίτερα κατάλληλο για τον καθαρισμό υδρογόνου-που περιέχει μικτά αέρια όπως αέριο φούρνου οπτάνθρακα και αέριο σύνθεσης (αναμόρφωση φυσικού αερίου, αεριοποίηση άνθρακα).
Ο καθαρισμός υδρογόνου PSA χρησιμοποιεί τις δυνατότητες διαφορικής επιλεκτικής προσρόφησης των μοριακών κόσκινων υπό υψηλή πίεση, για τον διαχωρισμό του υδρογόνου από το μικτό αέριο. Τα ομοιόμορφα μεγέθη πόρων των μοριακών κόσκινων τους επιτρέπουν να παγιδεύουν μικρότερα μόρια ακαθαρσιών και να απελευθερώνουν μεγαλύτερα μόρια υδρογόνου.
Αυτός ο-μηχανισμός αποκλεισμού μεγέθους διασφαλίζει την αποτελεσματική απομάκρυνση του νερού και των ακαθαρσιών, παράγοντας εξαιρετικά-καθαρό υδρογόνο κατάλληλο για κρίσιμες εφαρμογές. Και τα μοριακά κόσκινα ζεόλιθου έχουν γίνει ακρογωνιαίος λίθος σε αυτή τη διαδικασία.
Υπό υψηλή πίεση, οι ακαθαρσίες απορροφώνται, ενώ το υδρογόνο διέρχεται. Υπό χαμηλή πίεση/κενό, τα μοριακά κόσκινα εκροφούνται (αναγεννούνται), απελευθερώνοντας ακαθαρσίες. Με περιοδική εναλλαγή της πίεσης, μπορεί να λαμβάνεται συνεχώς υδρογόνο υψηλής καθαρότητας.
Μοριακά κόσκινα για καθαρισμό υδρογόνου
Προεπεξεργασία εισερχόμενου αέρα: Προτού το μικτό ρεύμα αερίου (που περιέχει υδρογόνο, υδρατμούς, μονοξείδιο του άνθρακα, διοξείδιο του άνθρακα, μεθάνιο, αέριο άζωτο κ.λπ.) εισέλθει στο σύστημα PSA, απαιτούνται μοριακά κόσκινα ζεόλιθου τύπου 3Α ή 4Α (ή ενεργοποιημένη αλουμίνα) για την αφαίρεση του νερού πρώτα.
Προσρόφηση υψηλής πίεσης: Ακαθαρσίες (όπως μονοξείδιο του άνθρακα, διοξείδιο του άνθρακα, μεθάνιο, αέριο άζωτο κ.λπ.) μπορούν να προσροφηθούν από μοριακά κόσκινα ζεόλιθου τύπου 5Α και μερικές φορές μοριακά κόσκινα ζεόλιθου τύπου 13Χ μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν σε συνδυασμό.