Устройство за пречистване на водород

Оборудването за производство на водород чрез адсорбция с променливо налягане (PSA) е специално устройство за пречистване на водород при нормална температура и налягане, базирано на технологията за адсорбция с променливо налягане. Основното му предимство е, че не изисква реакции при висока температура и високо налягане и може ефективно да отделя водород с висока чистота само чрез процесите на физическа адсорбция и десорбция на захранващия газ, което е широко подходящо за нуждите от пречистване на различни газови смеси, съдържащи водород. Устройството използва газови смеси, съдържащи водород (като например промишлен страничен продукт, съдържащ водород, реформиран природен газ и др.), като основна суровина, а основният му компонент е специално молекулно сито - това молекулно сито е модифицирано чрез специален процес, с изключително силен селективен адсорбционен капацитет и е и ключов носител за разделяне на водород, азот и други газове.

Принципът на разделяне се основава главно на две основни разлики: първо, адсорбционният капацитет на газовите компоненти върху повърхността на молекулното сито е различен. Молекулите на водорода са малки по размер и слаба полярност, така че адсорбционният им капацитет върху повърхността на молекулното сито е изключително нисък, докато адсорбционният капацитет на молекулите на примесните газове като азот и въглероден диоксид е много по-висок от този на водорода; второ, има значителна разлика в скоростта на дифузия между водорода и азота във въглеродното молекулно сито. Водородът дифузира по-бързо и може бързо да проникне през порите на молекулното сито, докато примесните газове дифузират бавно и лесно се адсорбират и задържат от молекулното сито. Целият процес на разделяне се контролира прецизно от програмируем логически контролер (PLC). Чрез систематичното отваряне и затваряне на програмно контролирани клапани, двете основни стъпки - адсорбция под налягане - декомпресия - десорбция - се реализират циклично: при условия на налягане примесните газове се адсорбират здраво от молекулното сито и водородът преминава плавно през молекулното сито, за да се получи предварително пречистване; При декомпресирани условия, адсорбираните примесни газове се отделят от повърхността на молекулното сито и се изхвърлят с остатъчния газ, а молекулното сито се регенерира и може да се използва повторно за адсорбционна работа. Чрез тази циклична операция непрекъснато се произвежда водород, който отговаря на изискванията на клиента за чистота, а целият процес е екологично чист, без вторично замърсяване.

Това оборудване за производство на водород PSA е изцяло проектирано в комбинация с реалните нужди на промишленото производство, като се вземат предвид ефективността, стабилността и икономичността. Основните му конструктивни характеристики са следните:

1. Бързо стартиране, способно бързо да осигури качествен водород: Оборудването е с интегриран дизайн, който опростява процеса на стартиране и не изисква сложни стъпки за предварително загряване и пускане в експлоатация. След стартиране, то може да завърши цикъла на адсорбция и разделяне за кратко време и бързо да произведе водород с квалифицирана чистота и стабилен поток. То ефективно решава проблемите на бавното стартиране и дългия цикъл на изчакване на традиционното оборудване за производство на водород и е подходящо за различни сценарии, като например аварийно снабдяване с водород и периодично производство.

2. Пълно автоматизирана работа на оборудването, реализираща безпроблемна работа през целия процес: Оборудвано с високопрецизна PLC система за управление и интелигентен модул за наблюдение, то може да събира параметри на работата на оборудването (налягане, дебит, чистота на водорода и др.) в реално време и автоматично да извършва всички операции, като отваряне и затваряне на програмно контролирани клапани, превключване на цикли на адсорбция-десорбция и регенерация на молекулни сита, без ръчна намеса. В същото време, то има функции за аларма за повреда и автоматично изключване, което значително намалява интензивността на ръчната работа, спестява разходи за труд и подобрява безопасността на производството.

3. Ефективно пълнене с молекулно сито, по-плътно и плътно, по-дълъг експлоатационен живот: Чрез специален процес на пълнене под високо налягане, молекулното сито се пълни равномерно и плътно в адсорбционната кула, което ефективно избягва проблемите с разхлабване, слепване и износване на молекулното сито при традиционните методи на пълнене и намалява загубата на молекулно сито. В същото време, то е оборудвано с устройство за защита на молекулното сито, което може да предотврати замърсяването и ерозията на молекулното сито от примесни газове, значително удължава експлоатационния живот на молекулното сито и намалява разходите за експлоатация и поддръжка на оборудването, както и честотата на подмяна на консумативи.

4. Стабилно и регулируемо налягане, чистота и дебит, отговарящи на различните нужди на клиентите: В зависимост от нуждите от водород на различните индустрии и различните производствени процеси, устройството може гъвкаво да регулира налягането, чистотата и дебита на изходящия водород. Чистотата може да се регулира точно между 99% и 99.9995%, налягането е ≤ 1Mpa, а дебитът обхваща 5 ~ 5000Nm³/h. То може не само да отговори на нуждите от водород с нисък и висок дебит на малки лаборатории и прецизна електронна индустрия, но и да се адаптира към сценариите за водород с висок дебит и голям мащаб в голямата металургия и химическа промишленост.

5. Разумна структура, усъвършенстван процес, безопасност и стабилност, ниска инвестиция в оборудване и консумация на енергия: Модулната конструкция, компактното разположение и малката площ осигуряват удобство при монтаж, демонтаж и последваща трансформация; процесът на адсорбционно-десорбционен цикъл е оптимизиран, което значително подобрява скоростта на извличане на водород и ефективността на отделяне. Същевременно оборудването работи при умерено налягане и е оборудвано с цялостна система за безопасност, осигурявайки стабилна и надеждна работа и нисък процент на повреди; в сравнение с традиционните процеси за производство на водород, не е необходимо да се консумира много енергия за нагряване и налягане, а инвестиционните разходи за оборудване и консумацията на енергия за работа са значително намалени, което е едновременно икономично и екологично.

За да се гарантира стабилността на работата на устройството и качеството на водородните продукти, това оборудване за производство на водород PSA е проектирано и произведено в строго съответствие с индустриалните стандарти, с ясни основни технически показатели, както следва:

Изисквания за подавания газ: Налягането на подавания газ трябва да се контролира на 1,2 Mpa, за да се осигури плавно протичане на процеса на адсорбция; точката на оросяване под налягане е ≤ 10 ℃, за да се избегне влиянието на влагата върху адсорбционния ефект на молекулярното сито и безопасността на работа на оборудването; съдържанието на масло е ≤ 0,003 mg/m³, за да се предотврати замърсяването с масло върху молекулярното сито и запушването на тръбопровода на оборудването, осигурявайки дългосрочна стабилна работа на устройството; обемът на подавания газ може да се регулира гъвкаво според необходимия обем и чистота на водорода, адаптирайки се към нуждите от производство на водород с различна чистота и дебит, със силна съвместимост.

Индикатори за водород в продукта: Изходното налягане на водорода е ≤ 1Mpa, което може да се регулира гъвкаво според реалните нужди на клиентите, за да се отговори на изискванията за налягане на различните производствени процеси; точката на атмосферна оросяване е ≤ -70℃, което ефективно намалява съдържанието на влага във водорода и предотвратява влиянието на влагата върху последващите производствени процеси (като прецизно отгряване, производство на електронни компоненти); чистотата обхваща 99% ~ 99.9995%, което може да се регулира точно според нуждите на индустрията, за да се адаптира към различни стандарти за чистота; диапазонът на обема на водорода е 5 ~ 5000Nm³/h, обхващайки малки, средни и големи сценарии за доставка на водород и може да реализира мащабно и стандартизирано производство.

С предимствата на висока ефективност, стабилност и гъвкавост, това оборудване за производство на водород PSA се използва широко в много индустрии като електроника, металургия, машиностроене и прахова металургия, обхващайки разнообразни основни производствени процеси и осигурявайки висококачествено водородно снабдяване за различни индустрии. Конкретните сценарии на приложение са следните:

1. Електронна индустрия:Използва се главно в основни процеси като дифузия в производството на монокристален силиций и производството на интегрални схеми, както и в производството на светодиоди (LED) и LD течнокристални дисплеи. Високочистият водород може да се използва като защитен газ и редуциращ газ, което ефективно предотвратява окисляването и замърсяването на електронните компоненти по време на производството, подобрява чистотата на продукта и степента на квалификация и осигурява стабилност на работата на електронното оборудване.

2. Металургична промишленост:Използва се главно в процесите на междинно отгряване и отгряване на готови продукти на прецизни медни и стоманени ленти. Като защитен газ, водородът може да изолира въздуха по време на процеса на отгряване, да предотврати окисляването и обезцветяването на повърхността на медните и стоманените ленти и същевременно да подобри здравината и повърхностното покритие на материалите, гарантирайки, че качеството на прецизните металургични продукти отговаря на стандартите.

3. Машиностроителна промишленост:Използва се главно в процеса на отгряване на лагери и различни прецизни механични части. Чрез водородно защитено отгряване може да се елиминира вътрешното напрежение, генерирано по време на обработката на частите, да се подобри твърдостта, износоустойчивостта и размерната стабилност на частите, да се удължи експлоатационният живот на прецизните механични части и да се намали вероятността от повреда на оборудването.

4. Прахова металургия:Прилага се в процеса на синтероване на праховата металургия. Водородът може да се използва като редуциращ газ и защитен газ. При процеса на високотемпературно синтероване той намалява оксидните примеси в прахообразните суровини и същевременно предотвратява окисляването и спичането на синтерованите готови продукти, подобрявайки плътността и механичните свойства на продуктите от праховата металургия.

5. Индустрия за редукция на волфрам и молибден:Подходящ е за процеса на дълбока редукция на водород в четиритръбни пещи, многотръбни пещи и редукционни пещи. Високочистият водород може напълно да редуцира оксидите във волфрамови и молибденови суровини, за да се получат високочисти волфрамови и молибденови елементи, отговарящи на производствените нужди на волфрамови и молибденови продукти (като волфрамова тел и молибденови листове).

6. Метално блестящо отгряване:Използва се в процеса на светло отгряване на прецизни плочи от неръждаема стомана, тръби от неръждаема стомана, тръби от въглеродна стомана и плочи от въглеродна стомана. Като защитен газ, водородът може да направи металните материали да запазят гладка повърхност без окислителни петна след отгряване, без последващо шлайфане и полиране, намалявайки производствените разходи и подобрявайки външния вид и качеството на продукта.

7. Синтероване на неръждаема стомана чрез прахова металургия:В процеса на синтероване на праховата металургия на неръждаема стомана, водородът може да играе защитна роля, изолирайки въздуха, за да предотврати окисляването на праха от неръждаема стомана, и същевременно спомагайки за подобряване на ефективността на синтероване и плътността на крайния продукт, осигурявайки устойчивост на корозия и механична якост на продуктите от прахова металургия на неръждаема стомана.