高纯氢气纯化技术研究
我国自主开发的超纯氢气纯化示范装置建成
我国自主开发的超纯氢气纯化示范装置建成
2015.5
近日，由中国科学院大连化学物理研究所甲烷高效转化新材料与新过程研究组研制的高性能金属钯复合膜材料和800m3/h规模超纯氢气纯化技术进行了工业应用示范试验并获得成功。
这是我国自主开发的国际上首套利用廉价金属钯复合膜进行超纯氢气纯化的工业应用示范装置。
5月17日，由科技部高技术中心组织的专家组对大连化物所和华海制氢设备有限公司承担的国家“863”膜专项课题“超纯氢气分离膜材料及规模化制备技术”进行了现场测试。
在800m3/h装置上，采用纯度为99.92%的氢气作为原料，可以获得纯度为99.99995%的超纯氢气，氢气回收率达到91.2%，氢气产量为847m3/h。
同日，专家还对另外一套30m3/h超纯氢技术示范装置进行了现场测试，结果如下：采用纯度为99.9995%的氢气作为原料气，可以获得纯度>99.999999%的超纯氢气，氢气回收率达到91.68%，氢气产量为30.66m3/h。
超纯氢气广泛应用于电子、半导体、LED和多晶硅等战略性新兴产业。
该工业应用示范装置的成功开车，标志着我国具有自主知识产权的超纯氢气纯化技术，可以为上述战略性新兴产业提供廉价的超纯氢气原料。
（来源：中化新网）。
氢气纯化
最先进的氢气纯化技术变压吸附(PSA)制氢系统我公司在引进德国Mahler AGS公司先进的氢气纯化工艺设计技术的基础上,根据中国国情加以吸收和改进——降低成本,优化设计.对于不同应用领域的用户,我们拥有灵活多样的生产工艺,可以提纯各种不同的富氢原料气中的氢气(炼油厂气,化工厂废气,氨裂解气,芳烃蒸汽重整和甲烷重整的工艺废气,膜分离废气等).公司的氢气纯化技术在国内同行业中居于领先水平.一,基本原理我公司的氢气纯化系统利用专门设计的吸附材料与富氢原料气中的杂质结合从而得到高纯度的氢气.这一纯化过程至少需要四个吸附塔以确保获得流量连续的氢气产品.该工艺主要包括以下四个步骤:吸附:原料气体由吸附塔底部进入,在气流从下往上的过程中,其中的杂质被诸如分子筛类的吸附剂吸附而在塔的顶部就可得到高纯度的氢气.在吸附剂的吸附能力饱和以前,吸附过程将被自动地切换到另一个吸附剂得到再生的吸附塔中进行,以确保得到连续流量的产品.解吸:吸附剂的再生是通过几个减压过程来实现的.首先,富氢气体被用于加压和清洗那些处于不同再生阶段的吸附塔.然后通过进一步的减压使得被吸附的杂质释放出来通过一个通风口排空或进入一个缓冲罐收集起来用作燃料气.冲洗:在压力最低的情况下,用来自于正在解吸的吸附塔中的富氢气体吹扫吸附塔.吹扫气既可放空也可送入一缓冲罐.增压:吹扫之后的吸附塔内压力较低,通常需要增压至正常的吸附压力.来自于其它吸附塔的减压气体的循环使用的纯氢均可作为用于增压的气体.二,装置特点产量可自动调节(即可自动变负荷运行);运行可靠性高(控制阀门,仪表及控制系统的均全部进口);回收率高(使用针对不同原料气的可编程控制系统);运行成本低(能耗低,维护及操作费用低,管理费用低);自动化程度高,完全按照无人操作方式设计,可根据装置的生产能力自动调节生产周期;可实现远程控制;高品质及高安全标准.。
高纯氢气纯化技术研究
Ｃ ０
］
含量要求
＜ １ ０ ０ ｐ ｐ ｍ
杂质成分
０２
含量要求
＜ ５ ０ ０ ｐ ｐ ｍ
Ｈ２ ０
ห้องสมุดไป่ตู้
＜ ５ ０ ０ ｐ ｐ ｍ
Ｃ Ｏ２
＜ ３ ０ ０ ｐ ｐ ｍ
ｃ ｌ 及 其化合物
Ｓ 及其化合物
＜ ｌ ｐ ｐ ｍ
＜ Ｏ ． ０ ２ ｐ ｐ ｍ
Ｈ ｇ 及其化合物
（ １ ） 进料系统 ： Ｃ Ｎ Ｄ Ｑ 一 ２ ／ １ ． ０ 产 出的氢气经过滤器过滤后 由质量流 量计控制流量进入气气换热器 Ｇ Ｃ ０ １ ． 与分离后的高纯氢进行换热 ． 预 热 到一 定温 度后再 进到 电加 热器 Ｅ Ｈ ０ １ 中 ．使其 温度 加热 到 ３ ５ ０ ～ ４ ０ ０ ｏ Ｃ． 然后再进入恒温箱 Ｍ０ １ 的钯膜组件中进行 渗透分离 。 （ ２ ） 分 离系统 ： 原料 氢气经 过预热 后进人 膜管 ． 在４ ０ ０ ℃。 １ ． ０ ＭＰ ａ 的工作 条件 下进行渗透分离 ． 经过膜管 的渗透气为高纯氢 ． 从膜管侧 口出来进入到气气换热器 Ｇ Ｃ ０ １ ． 与进来的低温原料氢气进行换热 ． 杂 质随尾气从膜管另一头的 出１ ２ １ 导出 ， 然后进入放 空系统 。 （ ３ ） 反吹系统 ： 钢瓶 Ｎ ： 经过减压 阀调节到系统压力后 ， 进入膜管 ， 对膜管 内外进行吹扫 ， 从膜组件出来的两路 Ｎ ： 气 分别进人放空系统 。 （ ４ ） 放空系统 ： 尾气经过冷凝器 ＷＣ ０ ２ 冷却到 ５ Ｏ ℃以下 ， 过滤后 由 背压 阀控制保证系统压力 ， 并控制流量排 出， 渗透 Ｈ 经过气气换热器 Ｇ Ｃ ０ １ 冷却到一定温度 ． 再经冷凝器 ＷＣ ０ １ 冷却至 ５ Ｏ ℃以下 ． 过滤后 由 背压 阀控制保证系统压力 ，通过质量流量计控 制流量排出。反吹 Ｎ ２
高浓度氢气提纯方法
高浓度氢气提纯方法
以高浓度氢气提纯方法为标题，本文将介绍几种常用的高浓度氢气提纯方法。
一、压缩吸附法
压缩吸附法是一种常用的高浓度氢气提纯方法。
该方法利用吸附剂对氢气和杂质气体的吸附性差异进行分离，从而实现氢气的提纯。
常用的吸附剂有活性炭、分子筛等。
通过调节压力和温度等条件，可以实现对不同杂质气体的选择性吸附和脱附，从而得到高纯度的氢气。
二、膜分离法
膜分离法是另一种常见的高浓度氢气提纯方法。
该方法利用氢气和其他气体在膜表面的渗透性差异进行分离，从而实现氢气的提纯。
常用的膜材料有聚合物膜、无机膜等。
通过调节温度和压力等条件，可以实现对不同气体的选择性渗透，从而得到高纯度的氢气。
三、液体吸附法
液体吸附法是一种较为成熟的高浓度氢气提纯方法。
该方法利用液体吸附剂对氢气和杂质气体的溶解度差异进行分离，从而实现氢气的提纯。
常用的液体吸附剂有有机溶剂、盐溶液等。
通过调节温度和压力等条件，可以实现对不同气体的选择性溶解和分离，从而得到高纯度的氢气。
四、冷凝法
冷凝法是一种简便有效的高浓度氢气提纯方法。
该方法利用氢气和杂质气体在不同温度下的冷凝点差异进行分离，从而实现氢气的提纯。
通过降低温度，使杂质气体先冷凝，然后将冷凝液与氢气进行分离，即可得到高纯度的氢气。
压缩吸附法、膜分离法、液体吸附法和冷凝法是常用的高浓度氢气提纯方法。
这些方法各有优缺点，可以根据实际需要选择合适的方法进行氢气的提纯。
随着科技的进步，高浓度氢气提纯方法将会不断创新和改进，为氢能源的应用提供更多可能性。
高性能膜法纯化氢气的材料及性能探讨
2020年 第3期 广 东 化 工 第47卷 总第413期 · 111 ·高性能膜法纯化氢气的材料及性能探讨张建(宁波中金石化有限公司 芳烃事业部，浙江 宁波 315204)[摘 要]氢气作为一种清洁高效的能源，使得世界各国对制氢技术都极为重视。
利用水煤气进行制氢气是目前常用的一种方法。
然而制氢之后产物是包含CO 2, CO 气体混合物，需要对H 2进行提纯处理才能应用。
膜分离一种简易高效低能耗的分离技术，本文总结了目前的膜材料在氢气分离中的进展，并对膜的优劣进行比较，对未来膜的发展提出展望。
[关键词]氢气纯化；膜分离；性能对比[中图分类号]TQ [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2020)03-0111-01The Research of the High Performance Membrane Materials on HydrogenSeparationZhang Jian(Department of Aromatic Synthesis, Ningbo Zhongjin Pertrochemical Co., Ltd., Ningbo 315204, China)Abstract: Hydrogen is a clean and effective energy, and have become important in the world. Hydrogen production from water gas is one of the most used methods in the refinery. However, the co-producitonCO 2 and feed CO are mixed with H 2, which should be separated and purification of H2 for applications. Membranes-base gas separation is an easy and low energy-consuming technology. In this work, the membrane materials are discussed, and the separation performance differences are compared. At last, development of membranes is perspective in the future.Keywords: hydrogen purification ；membrane separation ；performance comparison1 前言氢气是一种重要的工业原料，具有多种用途。
氢燃料电池堆的氢气纯化技术研究
氢燃料电池堆的氢气纯化技术研究氢燃料电池作为一种清洁能源技术，其在环保和可持续发展方面具有巨大潜力。
然而，氢气纯度对氢燃料电池的效率和稳定性至关重要。
因此，氢气纯化技术的研究和发展显得尤为重要。
随着氢燃料电池技术的迅速发展，越来越多的研究者开始关注氢气的纯化技术。
氢气的纯度主要指氢气中杂质的浓度。
常见的杂质有水蒸气、氧气、二氧化碳、一氧化碳等。
这些杂质的存在会影响氢燃料电池的工作效率和寿命。
因此，如何有效地去除这些杂质，提高氢气的纯度，成为了当前研究的重点之一。
目前，氢气的纯化技术主要包括吸附法、膜分离法、化学反应法等。
吸附法是利用吸附剂吸附氢气中的杂质，从而提高氢气的纯度。
常用的吸附剂有活性炭、分子筛等。
膜分离法是利用不同渗透性的膜将氢气和杂质分离，适用于氢气纯度要求较高的场合。
化学反应法则是通过化学反应去除氢气中的杂质，例如水蒸气通过干燥剂吸附去除。
除了传统的氢气纯化技术外，还有一些新型的纯化技术正在不断涌现。
比如，纳米材料在氢气纯化中的应用，可以有效地增强吸附性能，提高氢气的纯度。
此外，电解法和催化法也被广泛应用于氢气的纯化领域，其具有高效、节能的特点。
在研究氢气纯化技术时，需要考虑多方面的因素。
首先是氢气的来源和纯度要求，不同的氢气来源可能含有不同的杂质，需要采用不同的纯化技术。
其次是纯化技术的成本和效率，高成本和低效率将限制技术的实际应用。
此外，纯化技术的稳定性和可靠性也是需要重点考虑的问题，一旦出现故障将对氢燃料电池系统造成严重影响。
让我们总结一下本文的重点，我们可以发现，是一个具有挑战性和前景广阔的领域。
通过不断地探索和创新，相信在不久的将来，我们将能够开发出更加高效、稳定的氢气纯化技术，推动氢燃料电池技术向前发展，为人类社会的可持续发展做出更大的贡献。
氢气生产技术中的高纯氢气制备技术研究
氢气生产技术中的高纯氢气制备技术研究高纯氢气制备技术一直是氢气生产技术中的重要一环。
随着氢能产业的快速发展，高纯度氢气的需求也在不断增加。
高纯氢气制备技术研究由此成为当前氢能产业中的热点之一。
本文将对当前高纯氢气制备技术进行深入探讨，包括传统膜分离技术、蒸汽重整技术、压力变换吸附技术等几种常见的氢气制备技术，以及近年来涌现的新技术和新方法。
传统的高纯氢气制备技术主要包括膜分离技术、蒸汽重整技术和压力变换吸附技术。
膜分离技术是一种通过多孔膜将氢气与其他气体分离的方法，其优点是操作简单、运行成本低，但由于对气体分离效率的要求较高，传统膜分离技术在高纯度氢气制备中存在一定的局限性。
蒸汽重整技术是一种通过对天然气进行蒸汽重整反应，生成合成气再进行分离得到高纯氢气的方法，其优点是能够同时产生一定量的一氧化碳和二氧化碳，但也存在对催化剂的高要求和能耗较高的缺点。
压力变换吸附技术是一种通过调节吸附剂的压力来实现分离氢气和其他气体的方法，其优点是可以实现高纯度氢气的制备，但其缺点是对吸附剂的选择和寿命有较高要求。
近年来，随着氢能产业的发展，各种新的高纯氢气制备技术不断涌现。
其中，膜技术是一个备受关注的领域。
以非晶态氧化铝为基底的中空玻璃复合膜，是一种新型氢气膜技术，在高温和高湿条件下具有良好的稳定性和高氢气选择性，有望成为未来高纯氢气制备技术的发展方向之一。
此外，固态氢存储材料的研究也为高纯氢气制备技术带来了新的机遇。
通过控制固态材料的结构和组成，可以实现高效、可持续的高纯度氢气制备。
总的来看，高纯氢气制备技术的研究具有重要的现实意义和广阔的应用前景。
未来，随着科学技术的不断进步和氢能产业的快速发展，相信高纯氢气制备技术将会迎来新的突破和发展，为推动氢能产业的健康发展做出积极贡献。
煤气化制氢产物氢气的纯度与纯化技术研究
煤气化制氢产物氢气的纯度与纯化技术研究煤气化技术是一种重要的能源转化技术，通过在高温下将煤与水蒸气反应，可以得到含有氢气、一氧化碳和二氧化碳等气体的煤气。
其中的氢气是一种重要的能源，具有广泛的应用前景。
然而，煤气化制氢所得的氢气纯度可能不高，因此，需要进行纯化处理以满足不同的应用需求。
首先，煤气化制氢产物氢气的纯度与煤气化工艺条件有关。
煤气化工艺中的温度、压力、气体流速等参数都会对气体产物的纯度产生影响。
较高的煤气化温度和气化压力可以提高氢气的产率，但同时也会导致产物中的杂质含量增加。
因此，在设计煤气化工艺时，需要权衡不同参数之间的关系，以追求较高的氢气纯度。
其次，煤气化制氢产物氢气的纯度与气体分离和纯化技术密切相关。
在煤气中，氢气与其他气体（如一氧化碳、二氧化碳）存在混合，需要通过适当的分离和纯化技术进行提纯。
常用的气体分离技术包括吸附、膜分离、透析和蒸汽再生等。
例如，通过选择合适的吸附剂，可以将一氧化碳和二氧化碳等杂质从氢气中吸附出来，从而提高氢气的纯度。
此外，膜分离技术可以利用气体分子的大小和渗透性差异，实现不同气体的分离和纯化。
在煤气化制氢产物氢气的纯化过程中，常见的技术包括洗涤、吸附和膜分离等。
洗涤技术利用溶液中溶质的溶解度和相对挥发性不同，通过将氢气经过溶剂进行吸收和析出来达到纯化的目的。
洗涤剂的选择需要考虑气体的性质和所需纯度，例如，可以使用碱性溶液来吸附一氧化碳和二氧化碳，从而提高氢气的纯度。
吸附技术利用吸附剂的选择亲和力差异来实现气体分离和纯化。
常用的吸附剂有活性炭、分子筛等，通过选择合适的吸附剂和调节操作条件，可以有效地去除杂质气体。
膜分离技术则是利用膜的选择性透气性，将氢气和其他气体分离开来。
膜材料的选择和膜模块的设计对于纯化效果至关重要。
此外，还可以通过催化剂反应来提高氢气的纯度。
例如，可以使用催化剂将一氧化碳转化为二氧化碳，将杂质气体进一步降低，从而提高氢气的纯度。
催化剂的选择需要考虑反应的活性和选择性，同时还需要考虑催化剂的稳定性和寿命等因素。
燃料电池系统中的氢气处理与纯化技术研究
燃料电池系统中的氢气处理与纯化技术研究
燃料电池技术是一种新型的清洁能源技术，它直接将氢气和氧气在燃料电池中
发生化学反应，来产生电能，同时产生的唯一副产品是水，没有任何污染物的排放。
在燃料电池技术中，氢气处理与纯化是非常重要的一步。
正确的氢气处理与纯化能够更好地保证燃料电池系统的稳定性、效率和长寿命。
首先，燃料电池系统中的氢气来源于各个方面，其中一种可行的方式是通过蒸
汽重整反应产生的氢气。
不过，从重整反应中产生的氢气含有若干种杂质，如CO、CO2、H2S等。
这些杂质可能会对燃料电池系统中的电解质膜和催化剂产生严重的
损伤。
因此必须对氢气进行处理和纯化，以确保其质量和纯度符合燃料电池系统的要求。
其次，对于氢气的纯化，主要有两种方式：吸附式纯化和膜式纯化。
吸附式纯
化是指将氢气经过吸附剂，例如活性炭、分子筛等，吸附其中的杂质分子。
因此，使用吸附式纯化方法能够有效地降低氢气中的杂质水平，同时也可以保证氢气的纯度和稳定性。
膜式纯化则是指将氢气通过合适的膜将杂质分子过滤掉。
这种方法通常需要对膜材料的选取和设计做一定的考虑。
此外，燃料电池系统的长期性能和可靠性与氢气的处理和纯化方法密切相关。
例如，如果使用不当的氢气处理和纯化方法，氢气中仍然会含有某些杂质，会对燃料电池系统产生负面影响，从而导致燃料电池系统的故障和失效。
综上所述，燃料电池技术需要高质量的氢气，并且需要针对不同的氢气来源和
处理方式进行合适的纯化技术。
因此，科学家和工程师们正在不断研究和开发新的氢气处理和纯化技术，以保证燃料电池技术能够更加稳定、可靠和具有竞争力。
氢气纯度提高技术在制备化学品中的应用研究
氢气纯度提高技术在制备化学品中的应用研究一直是化工领域一个备受关注的课题。
随着社会的发展和科技的进步，生产化学品的需求量不断增加，对氢气的纯度要求也越来越高。
因此，如何有效提高氢气的纯度，成为了制备化学品过程中的关键问题之一。
氢气作为重要的工业气体，在很多化学品的生产中扮演着重要的角色。
例如，在氢氧化钠的生产过程中，氢气往往是还原反应的重要原料之一。
而在氢氧化钠的制备过程中，氢气的纯度直接影响到最终产品的质量。
因此，如何提高氢气的纯度，就成为了提高产品质量、降低生产成本的关键所在。
为了解决氢气纯度不高的问题，研究人员们开展了大量的实验和研究工作。
他们通过改进氢气生产工艺、优化反应条件、设计新型反应器等手段，逐渐摸索出了一系列有效的提高氢气纯度的技术。
这些技术不仅在氢气生产过程中得到了应用，也为其他化学品的生产提供了借鉴和参考。
一种常用的提高氢气纯度的技术是气体净化法。
通过将氢气通过吸附剂或吸附塔中进行净化，去除其中的杂质和不纯物质，从而提高氢气的纯度。
这种技术简单易行，操作成本低，被广泛运用于化学品生产中。
除了气体净化法，还有一种常用的提高氢气纯度的技术是渗透膜法。
渗透膜具有选择性通透性，可以选择性地将氢气中的杂质排除，从而提高氢气的纯度。
这种技术不仅高效节能，而且操作简便，适用于大规模化学品生产。
在实际的化学品生产中，氢气纯度的提高技术发挥着重要作用。
通过不断改进和创新，我们可以进一步提高氢气的纯度，提高产品的质量，降低生产成本，实现生产效益的最大化。
相信随着科技的不断发展，氢气纯度提高技术在制备化学品中的应用研究会取得更加显著的成果，为化工行业的发展贡献力量。
如何制备高纯度氢气的技巧与方法
如何制备高纯度氢气的技巧与方法制备高纯度氢气的技巧与方法氢气是一种无色、无味且易燃的气体，被广泛应用于许多领域，如能源、电力、化工等。
在一些特定的应用中，需要制备高纯度的氢气，以满足实验、制造或其他需求。
本文将介绍一些制备高纯度氢气的技巧与方法。
1. 电解水法电解水法是一种常用的制备高纯度氢气的方法。
其基本原理是在电解池中使用纯净水作为电解质，通过施加外加电压使水分解产生氢气和氧气。
为了获得高纯度的氢气，必须采取一些措施，如使用高纯度的电解池、纯净水、以及经过特殊处理的电极，以减少杂质的产生。
2. 蒸汽重整法蒸汽重整法是一种制备高纯度氢气的常见方法。
其过程是将碳氢化合物（如天然气或石油）与水蒸汽进行催化重整反应，产生氢气和二氧化碳。
通过在适当的反应条件下选择合适的催化剂，可以获得高纯度的氢气。
这种方法常用于工业规模的氢气生产。
3. 化学反应法化学反应法是一种通过化学反应制备高纯度氢气的方法。
常见的化学反应包括金属与酸反应、金属与氢氧化物反应等。
例如，将锌与硫酸反应可以产生氢气。
这种方法相对简单，适用于小规模实验室制备高纯度氢气的需求。
4. 膜分离法膜分离法是一种利用特殊膜材料分离和纯化氢气的方法。
这种方法根据氢气和其他气体在膜材料上的渗透性差异，将氢气从混合气中分离出来。
膜分离法具有操作简便、设备小型化的优势，适用于小规模高纯度氢气制备。
5. 吸附法吸附法是一种基于气体在吸附剂上的亲和力差异进行分离的方法。
常用的吸附剂包括活性炭、分子筛等。
通过选择合适的吸附剂和操作条件，可以将氢气从混合气中吸附分离出来，实现高纯度氢气的制备。
无论使用哪种方法进行高纯度氢气的制备，都需要注意以下几点：- 使用高纯度的原料和试剂，以减少杂质的产生。
- 严格控制反应条件，包括温度、压力和催化剂的选择，以保证产物的纯度和产量。
- 对产生的氢气进行适当的净化和纯化处理，去除可能存在的杂质和不纯物质。
- 冷却和压缩氢气时要小心操作，以确保安全。
氢气纯度提高技术在医药制造中的应用研究
氢气纯度提高技术在医药制造中的应用研究氢气作为一种干净、高效的能源，被广泛应用于工业生产和民用领域。
而在医药制造中，氢气的纯度尤为重要，因为纯度不佳的氢气可能会对药物的质量造成影响。
因此，提高氢气纯度的技术在医药制造中扮演着至关重要的角色。
在医药制造中，氢气常被用于合成氢化物、还原反应和氢化反应等过程。
然而，如果氢气的纯度低，其中含有其他杂质，就有可能影响制药过程中的反应活性，导致产品质量下降。
因此，提高氢气纯度成为了医药制造中迫切需要解决的问题之一。
目前，提高氢气纯度的技术主要包括物理方法和化学方法两大类。
物理方法主要包括膜分离技术、吸附剂吸附技术和压力摩尔分数技术等，这些方法通过物理手段将氢气中的杂质分离出来，从而提高氢气的纯度。
而化学方法则是通过化学反应将杂质与氢气分离，或者将杂质转化为其他物质将其去除，使得氢气的纯度得到提高。
膜分离技术是一种常用的提高氢气纯度的方法。
利用氢气与其他气体在不同温度、压力下的渗透性差异，通过特定的膜材料将氢气与其他气体分离开来。
这种方法具有操作简单、效果稳定的优点，被广泛应用于医药制造中，尤其是对于对氢气纯度要求较高的反应。
吸附剂吸附技术则是利用吸附剂对氢气中的杂质进行吸附分离的方法。
吸附剂具有较高的吸附选择性，可以将氢气中的杂质快速吸附除去，从而提高氢气的纯度。
这种方法对于处理氢气中的有机杂质、硫化氢等杂质有良好的效果，被广泛应用于医药制造中对氢气纯度要求较高的工艺中。
压力摩尔分数技术则是通过改变氢气与其他气体的压力比例，使得氢气的摩尔分数得到提高。
这种方法通常需要结合气体储备罐和调节装置，通过调节气体压力来实现氢气纯度的提高。
这种方法操作简便、效果明显，适用于医药制造中对氢气纯度要求较高的场景。
除了物理方法外，化学方法也是提高氢气纯度的重要手段之一。
化学方法通常通过氧化、还原、氧化还原等反应将氢气中的杂质去除，或者将杂质转化为其他物质将其去除。
这种方法操作相对复杂，但在一些特定情况下，可以取得比较好的效果。
氢气液化工艺中氢气纯化设备研究
氢气液化工艺中氢气纯化设备研究氢气作为一种清洁燃料，在现代工业和能源领域发挥着重要作用。
然而，在氢气的液化过程中，由于氢气的纯度要求较高，通常需要对其进行纯化处理。
氢气纯化设备作为实现氢气液化的关键环节，其性能和稳定性直接影响着整个氢气液化工艺的效果和经济性。
当前，氢气液化工艺中普遍采用的氢气纯化设备主要包括吸附器、膜分离器、冷却器等。
在这些设备中，吸附器是较为常见的一种纯化设备，其原理是通过固态吸附剂对氢气中的杂质进行吸附，从而实现氢气的纯化。
然而，传统的吸附器设备存在氢气吸附效率低、能耗高等问题，需要进一步优化和改进。
为了提高氢气纯化设备的性能和稳定性，近年来研究人员开始探索新型的氢气纯化技术。
其中，膜分离技术作为一种新型的氢气纯化技术备受关注。
膜分离器通过半透膜对氢气中的杂质进行分离，具有操作简单、能耗低等优点。
然而，膜分离器在高压氢气条件下的性能和稳定性还存在一定挑战，需要进一步研究和改进。
除了吸附器和膜分离器，冷却器也是氢气液化工艺中不可或缺的氢气纯化设备。
在氢气液化过程中，冷却器通过降低氢气的温度，将氢气从气态转化为液态。
然而，在冷却器的运行过程中，常常会受到氢气中的杂质和不纯物质的影响，导致设备的性能下降和寿命缩短。
因此，针对冷却器的纯化技术也是氢气液化工艺中亟待解决的问题之一。
随着氢能源产业的快速发展，氢气纯化设备的研究和开发迫在眉睫。
未来的研究方向包括但不限于提高吸附器和膜分离器的纯化效率、改善冷却器的稳定性、研究新型氢气纯化技术等。
只有不断创新和改进氢气纯化设备，才能更好地实现氢气的液化和应用，推动氢能源产业的健康发展。
天然气制氢工艺中的氢气提纯研究
天然气制氢工艺中的氢气提纯研究摘要：本文主要介绍了天然气制氢工艺以及氢气提纯的方法。
在天然气制氢方面，介绍了天然气制氢的基本原理，列举了常见的天然气制氢工艺。
在氢气提纯方面，主要介绍了膜分离技术、吸附剂法和蒸汽重整法这三种方法。
对于每种方法，都详细介绍了其工作原理和应用领域。
对氢气提纯工艺进行了总结，并展望了未来的发展方向。
关键词：天然气制氢；工艺；氢气提纯；一、天然气制氢工艺概述（一）天然气制氢的基本原理天然气制氢的基本原理是将天然气（主要成分为甲烷）与水蒸气反应，生成氢气和二氧化碳。
这个反应是通过催化剂的作用进行的。
常见的反应方程式为CH4 + H2O -> CO + 3H2。
在天然气制氢过程中，天然气和水蒸气经过适当的温度和压力条件下，通过催化剂引发化学反应。
催化剂通常是镍或铁等金属的复合物，具有高效的催化活性。
在反应中，甲烷（天然气的主要成分）与水蒸气发生重整反应。
该反应会使甲烷分子断裂，并与水蒸气重新组合，生成一氧化碳和氢气。
由于此反应需要较高的能量，因此需要提供足够的热量来维持反应温度。
（二）常见的天然气制氢工艺蒸汽重整法是一种常见且广泛应用的天然气制氢工艺。
通过在高温条件下将天然气与水蒸气反应，产生氢气和一氧化碳。
该工艺基于催化剂的作用，在适当的温度和压力下进行。
在蒸汽重整过程中，天然气和水蒸气通过催化剂床层进行反应。
催化剂通常采用镍或铂等金属催化剂，具有高效的催化活性。
该反应是一个复杂的化学过程，涉及甲烷的分解和合成，生成氢气和一氧化碳。
蒸汽重整法的核心原理是利用催化剂促进甲烷和水蒸气的反应。
在高温（800-900摄氏度）和高压（2-4兆帕斯卡）条件下，甲烷分子被断裂，并与水蒸气重新组合，生成氢气和一氧化碳。
此反应旨在最大限度地提高氢气产率和纯度。
二、氢气提纯的方法（一）膜分离技术膜分离技术是一种通过选择性透过性来分离混合气体的方法。
基于薄膜的特殊结构和分子大小差异，能够实现对不同气体成分的有效分离和纯化。
光催化氢气纯化技术研究
光催化氢气纯化技术研究
随着环境污染问题日益严重，清洁能源和环保技术的研究变得尤为重要。
光催化技术因其高效、环保的特点，成为了氢气纯化的研究热点之一。
本文将从光催化氢气纯化技术的基本原理、研究现状、存在的问题及未来发展方向等方面展开探讨。
光催化技术是一种利用光能将化学能转化为电能的技术。
在氢气纯化领域，光催化技术可以利用光能驱动氧化还原反应，将杂质气体转化为可燃气体，从而提高氢气的纯度。
目前，研究者们通过改进催化剂的设计和优化光催化反应条件等手段，不断提高光催化氢气纯化技术的效率和稳定性。
然而，光催化氢气纯化技术仍面临着一些挑战。
首先，光催化反应的机理尚不十分清晰，催化剂的寿命和稳定性有待进一步提高。
其次，光催化氢气纯化技术的成本较高，大规模应用受到了限制。
因此，未来的研究方向应该主要集中在提高催化剂的活性和稳定性、降低成本并实现工业化生产等方面。
在探究光催化氢气纯化技术的研究现状时，我们发现目前已有许多研究在此领域取得了重要进展。
例如，一些学者通过界面工程和表面改性等方法，成功提高了光催化氢气纯化技术的效率和选择性。
另外，一些新型催化剂的设计也取得了突破性进展，为克服现有技术的局限性提供了新的思路。
让我们总结一下本文的重点，我们可以发现，光催化氢气纯化技术作
为一种清洁、高效的氢气纯化方法，有着广阔的应用前景。
随着科技的不断发展和进步，相信在不久的将来，光催化氢气纯化技术将会实现更大的突破和进步，为清洁能源领域的发展贡献更大的力量。
高温高压下氢气纯化技术的研究
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氢气纯度提高技术在催化裂解中的应用研究
氢气纯度提高技术在催化裂解中的应用研究氢气是一种广泛应用于工业生产和能源领域的重要气体，其纯度对于生产工艺和产品质量具有重要影响。
提高氢气纯度技术在催化裂解中的应用研究，旨在通过优化催化剂和反应条件，实现氢气生成过程中杂质的有效去除，从而提高氢气产率和纯度。
一、氢气的应用领域及重要性氢气作为一种清洁能源，在化工、电力、石化等行业中具有广泛的应用。
通过氢气与氧气的反应产生的水蒸气，不会产生有害气体或灰尘，不会对环境造成污染，因此被视为未来能源替代品的重要选择。
此外，氢气还被用作合成氨、加氢裂化、有机化学合成等多个重要工业过程中的原料或中间体。
然而，由于氢气的制备过程中往往会有一定量的杂质混入，例如一氧化碳、二氧化碳等，这些杂质不仅会影响氢气的纯度，还会降低催化剂的活性，导致产率下降，加工条件不稳定等问题。
因此，提高氢气纯度技术显得尤为重要。
二、催化裂解技术在提高氢气纯度中的应用现状目前，常见的提高氢气纯度技术主要包括催化裂解、压力吸附、膜分离等方法。
在这些方法中，催化裂解技术由于具有设备简单、操作方便、成本较低等优点，被广泛应用于氢气制备过程中。
催化裂解是利用催化剂将一氧化碳、甲烷等原料分子在适当温度下进行裂解，生成氢气和二氧化碳等产物的过程。
通过调整催化剂的成分和结构，优化反应温度和压力等条件，可以实现氢气的高产率和高纯度。
因此，研究催化裂解技术在提高氢气纯度中的应用具有重要意义。
三、催化剂的选择与优化催化裂解过程中，催化剂的选择对于反应的效率和产物纯度具有重要影响。
目前常用的催化剂包括金属、氧化物、金属氧化物复合物等。
不同的催化剂具有不同的催化活性、稳定性、选择性等特点，因此在进行催化剂的选择时需要进行充分的考虑。
金属催化剂具有高的催化活性和选择性，但稳定性较差，易受到氧化或还原等反应的影响。
氧化物催化剂具有较好的稳定性和抗氧化性，但催化活性较低。
因此，研究人员通常会将金属与氧化物进行复合，以兼顾两者的优点，提高催化剂的性能。
高纯度氢气制备技术研究
高纯度氢气制备技术研究第一章绪论氢气作为一种清洁能源，具有广泛的应用前景。
随着科学技术的不断发展，氢气的制备技术不断更新换代，目前高纯度氢气制备技术也日趋成熟。
本文将从工艺流程、制备技术和应用方面进行探讨。
第二章工艺流程高纯度氢气的制备工艺流程主要分为三个步骤：氢气的制备、提纯和储存。
其中，氢气的制备是最重要的一个环节，可以采用多种不同的方法，如水电解法、天然气蒸气重整法、煤气干馏法等。
在氢气的提纯过程中，通常采用压缩、吸附、洗涤等手段进行去除杂质的处理，以达到高纯度氢气的要求。
储存氢气通常采用管道输送和储存罐等形式进行。
第三章制备技术目前，高纯度氢气的制备技术主要包括以下三种：1.水电解法水电解法主要使用电解槽进行电解水，随后通过吸附和洗涤等工艺步骤进行氢气的提纯。
水电解法可以达到较高的氢气制备效率，适用于小规模的氢气制备。
2.蒸汽重整法蒸汽重整法是利用天然气等碳氢化合物在高温、高压条件下反应，产生氢气和一定量的二氧化碳等副产物。
该方法制备高纯度氢气效率较高，因此被广泛应用于大规模氢气生产。
3.煤气干馏法煤气干馏法是将煤作为原料，通过干馏等工艺步骤获得氢气。
该方法的制备效率相对较低，适用于小规模氢气制备，并具有成本相对较低等优势。
第四章应用方面高纯度氢气的应用领域十分广泛。
其中，工业领域对高纯度氢气的需求最为强烈，主要用于石化、航空航天、半导体等领域。
此外，在能源和交通领域也有较广泛的应用，例如燃料电池等清洁能源技术。
此外，高纯度氢气还可以被用于国防和医疗等领域。
第五章研究展望近年来，氢气技术和材料科学的快速发展使得氢气的广泛应用成为可能。
随着氢气技术的进一步发展，高纯度氢气的制备技术也将得到进一步的优化和改进。
未来，氢气技术有望成为一种重要的清洁能源，为人类提供更为清洁、低碳的生活方式。
第六章结论本文从工艺流程、制备技术和应用领域三个方面论述了高纯度氢气制备技术的研究现状和展望。
高纯度氢气制备技术具有重要的意义，未来有望成为一种重要的新能源。
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高纯氢气纯化技术研究作者：王亚妮袁玉波彭旭来源：《科技视界》2015年第30期【摘要】本文介绍了CNDQ-2/1.0型制氢工艺，分析了其优缺点及与高纯氢气制备的差距，利用常规技术和膜扩散法原理，提出了两级纯化技术，即利用钯膜透氢理论对现有制氢工艺生产的氢气进一步纯化，开发出了一种高效的钯膜纯化装置，确定了二级纯化工艺流程，对装置进行连接和调试，开展了一系列试验摸索出了钯膜装置的最优工作参数，试验证明钯膜纯化装置在工作范围内可以稳定、可靠、高效的将一级纯化产出的氢气纯度由99.96%提高到大于99.999%。
【关键词】纯化；高纯氢气；两级纯化技术；钯膜装置【Abstract】The preparation method of hydrogen using the CNDQ-2/1.0 system is systematically presented in this paper，and analysis its advantage and disadvantage compared with the the preparation of high purity hydrogen. Based on analyzing conventional technology and the principle of proliferation has made the conception of two level purification， that is using the theory of hydrogen through the palladium membrane further purify the hydrogen. Acording this conception， a highly efficient palladium membrane purification device has made. By a series of researches， the optimium parameters of the device are obtained. Trials show that palladium membrane purification device can stably， reliably and efficiently purify hydrogen from 99.96% to more than 99.999%.【Key words】Purify； High purity hydrogen； Two level purification； Palladium membrane purification device随着科技发展，99.999%的高纯氢气作为民用材料在光导纤维材料，优化润滑剂性能、特殊灯源、核医学研究、农业育种、制药、硅半导体退火与烧结等领域都有重要的用途。
目前国内外的氢气纯化技术有：膜分离技术、低温分离、变压吸附、金属氢化法、氢化脱氢法等。
膜分离技术包括钯膜扩散法和有机中空纤维膜扩散法，在理论上膜扩散法通过一级分离即可得到99.9999%纯度的氢。
1 CNDQ-2/1.0型制氢工艺介绍及差距分析1.1 CNDQ-2/1.0型制氢工艺介绍CNDQ-2/1.0型电解槽产氢量为2m3/h，压力可达到1.0MPa，是氢气生产系统的核心，纯水在此被电解成氢和氧气。
CNDQ-2/1.0型纯化系统采用506HT脱氧催化剂脱氧，采用13X分子筛作为除水干燥剂，分别盛装于干燥塔A、干燥塔B、干燥塔C内。
该纯化系统属于自动在线再生。
氢气进入纯化后，脱氧器（V110）自动开始再生，而纯化设备的干燥部分分为3个工作状态：Z1状态、Z2状态、Z3状态。
三个工作状态以8小时为周期自动切换运行，纯化控制界面见图1。
1.2 CNDQ-2/1.0氢气与高纯氢气的差距CNDQ-2/1.0型电解槽性能较好，产出的粗氢气质量稳定，操作简便，自动化程度高。
其纯化系统可在线再生，整个系统不会因为对506HT脱氧剂及13X分子筛的再生而与外界空气接触，CNDQ-2/1.0型电解制氢装置产出的粗氢气纯度为99.5%，经一级纯化后纯度为99.96%，与现代科技发展要求存在一定差距。
因此拟对现有制氢工艺产出的氢气进一步进行纯化，得到纯度大于99.999%的氢气。
2 二级钯膜纯化装置研制2.1 钯膜透氢理论钯膜对于氢气具有选择性透过的特性，氢气很容易透过钯膜，而其他气体则不可透过，这一特性，使钯膜成为优良的氢气分离器和纯化器。
氢气透过钯膜遵循溶解—扩散模型[1-3]，钯膜透氢过程如图2所示，氢透过钯膜的渗透过程可分解为7个过程[4]：（1）氢气分子由高压侧向钯膜表面扩散；（2）氢气分子在金属钯表面上吸附；（3）吸附在表面的氢溶解于钯膜；（4）溶解在金属钯中的氢原子从一侧扩散到另一侧；（5）低压侧钯膜表面的氢原子析出，结合成氢分子；（6）氢分子在低压侧钯膜脱附；（7）氢气分子向低压侧气体体相扩散。
式中，Π为扩散系数，mol·（m·s）-1·Pa-n；A为膜面积，m2；t为膜厚度，m；Ph、Pl分别为钯膜高、低压两侧的氢分压；n为压力指数，反映氢在钯膜中的渗透机制。
相关报道中指出，压力指数的取值范围是 0.5～1，而对于较厚的钯膜，压力指数n一般取值0.5，对于较薄（t2.2 钯膜组件规格选择氢气在钯膜中的穿透率与钯膜温度、厚度、合金成分以及氢气在膜两侧的分压有关。
钯膜应用中，膜厚度是应首先考虑的一个重要因素，厚的钯膜制作较简单且能经得起恶劣的环境而不会轻易被磨损出缺陷，但厚的钯膜原料成本高且氢气透过量低，薄的钯膜原料成本低且有利于氢气的透过，但其制作费用较高且在实际的应用中会比较容易受到磨损造成缺陷而导致其他混合气均能通过，考虑到以上的因素及加工技术条件，选用厚度为5μm的钯膜来用于氢气的分离，5μm的钯膜的规格为0.243m2/根，该装置的结构见图3。
2.3 钯膜装置的工艺技术参数2.3.1 原料气要求纯化装置的气体处理量为0～4m3/h，工作压力1.0MPa，工作温度为常温，可以将纯度>99.9%的氢气经过膜组件分离得到纯度大于99.999%的高纯氢气，为了保证钯膜氢气分离组件的安全可靠，原料氢气中的杂质含量要求如表1。
2.3.2 装置工艺参数及性能指标2.4 钯膜装置设计考虑到钯膜分离器的整体体积、实际应用等因素，在钯膜分离器的结构设计中，该装置由纯化用钯膜组件、温控及加/换热系统、检测系统、管路与控制系统组成，通过预留接口可与CNDQ-2/1.0生产系统无泄漏连接。
装置关键部件使用进口一流品牌，流量计选用Brooks，管阀件采用Swagelok，所有连接均采用VCR连接。
装置除升温过程采用程控方式，其余操作均为手动，盘面便于操作。
钯膜氢气分离系统由气体分配箱体，阀件输送盘面，炉体恒温箱3个功能模块组成。
阀件输送盘面由气动隔膜阀，压力传感器，逆止阀，流量计，阻火器等组成。
气体分配箱体柜由前端过滤器，调压阀，后端过滤器，压力传感器，气动隔膜阀，手动隔膜阀，真空泵，逆止阀，电加热器等部件组成，外置密闭箱体，箱体上留有排气接口，以保证箱体内处于负压状态。
设备三维设计图（见图4），设备盘面设计图（见图5）。
2.5 钯膜纯化工艺流程本装置工艺流程如图6所示，主要由进料系统、分离系统、反吹系统和放空系统组成。
（1）进料系统：CNDQ-2/1.0产出的氢气经过滤器过滤后由质量流量计控制流量进入气气换热器GC01，与分离后的高纯氢进行换热，预热到一定温度后再进到电加热器EH01中，使其温度加热到350～400℃，然后再进入恒温箱M01的钯膜组件中进行渗透分离。
（2）分离系统：原料氢气经过预热后进入膜管，在400℃，1.0MPa的工作条件下进行渗透分离，经过膜管的渗透气为高纯氢，从膜管侧口出来进入到气气换热器GC01，与进来的低温原料氢气进行换热，杂质随尾气从膜管另一头的出口导出，然后进入放空系统。
（3）反吹系统：钢瓶N2经过减压阀调节到系统压力后，进入膜管，对膜管内外进行吹扫，从膜组件出来的两路N2气分别进入放空系统。
（4）放空系统：尾气经过冷凝器WC02冷却到50℃以下，过滤后由背压阀控制保证系统压力，并控制流量排出，渗透H2经过气气换热器GC01冷却到一定温度，再经冷凝器WC01冷却至50℃以下，过滤后由背压阀控制保证系统压力，通过质量流量计控制流量排出。
反吹N2的放空过程类似于上述描述。
本装置处理量、直收率可通过调节背压阀V17、V18来控制。
纯化装置在保证工艺要求的基础上合理布局，纯化器采用框架式结构。
3 二级钯膜纯化实验3.1 系统置换用气量确定试验纯化装置使用前需要用氢气对其系统进行置换，为了与CNDQ-2/1.0电解系统生产能力匹配，选择氢气进气流量2m3/h进行置换实验。
其余操作条件是：置换温度400℃、进气纯度99.93%，实验结果见图7。
从图7可以看出，当置换气体用量140L时，氢气纯度为99.999%，置换气体用量160L和180L时氢气纯度均为99.9993%，为了节约氢气，并确保后续纯化气体的质量，生产及后续实验均将160L作为置换用气最低值。
3.2 不同流量原料气对成品氢气纯度的影响由图8可以看出，进气氢气纯度为3N，气体流量控制在0～4m3/h的范围内，纯化后的氢气都能达到5N，并且随着氢气流量的增大纯化后氢气的纯度随之增大，完全能够满足设计的氢气纯度，即达到5N的指标。
3.3 一定流量下成品氢气收率与纯度的关系由图9-11可以看出在进气氢气纯度为3N，流量一定的情况下，随着回收率的增加产品气的纯度略微有下降。
但是，不同回收率的条件下纯化后氢气气的纯度均能达到5N，完全能够满足设计要的氢气纯度5N的指标。
3.4 纯化装置可靠性试验从表2试验结果可指，二级钯膜纯化装置在连续纯化过程中，可以实现连续稳定运行，纯化后氢气纯度达到99.999%以上。
4 结论（1）纯度99.5%的粗氢气经过一级常规纯化装置，其纯度可提高到99.96%，再经过二级钯膜纯化装置纯度大于99.999%。
（2）为了确保氢气纯度，二级钯膜纯化装置在使用前，置换气体用量应该大于160L。
（3）二级钯膜纯化装置被证实在设备允许的不同操作条件下，纯化气体纯度都可以达到5N的质量要求。
（4）二级钯膜纯化装置，在进气氢气纯度3N，流量一定的情况下，随着回收率的增加产品气的纯度略有下降。
但是，不同回收率的条件下纯化后氢气都让人纯度均能达到5N，完全能够满足设计要求，即纯化后氢气纯度达到5N。
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