制氢装置的氢气净化
天然气制氢装置技术方案
天然气制氢装置技术方案引言:随着环境保护意识的增强和清洁能源的发展，氢能作为清洁能源的代表受到越来越多的关注。
天然气作为一种丰富的能源资源，具有广泛的应用前景。
因此，研发天然气制氢装置成为了当前的热点问题。
本文将介绍一种基于天然气的制氢装置技术方案。
一、装置原理：该装置采用蒸汽重整和选择性氧化两个工艺步骤进行天然气制氢。
首先，天然气通过加热后进入蒸汽重整反应器，与水蒸汽发生反应生成一氧化碳和氢气。
然后，气体进入选择性氧化反应器，在催化剂的作用下，一氧化碳与水发生反应生成二氧化碳和更多的氢气。
最后，通过净化系统对氢气进行脱硫、除尘等处理，得到优质的高纯氢气。
二、装置构成：该装置主要由以下几个部分组成：1.气体预处理系统：对天然气进行预处理，包括去除杂质、调整流量和控制压力等。
预处理系统主要包括压缩机、过滤器和调节阀等设备。
2.蒸汽重整系统：将预处理后的天然气与水蒸汽在高温下进行反应，产生一氧化碳和氢气。
蒸汽重整系统主要包括反应器、加热炉和换热器等设备。
3.选择性氧化系统：将蒸汽重整产生的气体进一步反应，生成更多的氢气。
选择性氧化系统主要包括反应器、催化剂和气体分离器等设备。
4.氢气净化系统：对产生的氢气进行脱硫、除尘等处理，得到高纯度氢气。
氢气净化系统主要包括吸附器、过滤器和脱硫器等设备。
5.控制系统：用于对装置各个部分进行监测和控制，确保装置的正常运行。
控制系统主要包括仪表、传感器和自动化控制设备等。
三、技术优势：1.高效节能：该装置采用蒸汽重整和选择性氧化工艺，能够充分利用天然气的能量，提高氢气的产量，并降低能源消耗。
2.环保低碳：该装置产生的氢气不含有害气体，符合环保要求。
而且，天然气作为装置的原料，与其他传统能源相比，具有低碳排放的特点。
3.储运方便：氢气作为清洁能源，具有广泛的应用前景。
采用天然气作为制氢原料，便于储存和运输，能够满足不同行业和领域的需求。
4.经济可行：天然气作为一种丰富的能源资源，价格相对低廉。
影响天然气制氢装置氢气纯度分析
影响天然气制氢装置氢气纯度分析作者：曹春边立贵来源：《中国化工贸易·下旬刊》2018年第02期摘要：随着地球的各种不可再生的能源开发，新能源的开发显得尤为的重要。
太阳能的开发，潮汐能的开发，风能的开发，还有氢能源的开发。
而太阳、潮汐、风的能源都在大自然中，我们是可以直接去获取的，唯独有氢能源是需要我们人类自己去通过技术手段来提取的。
于是我们研发了天然气制氢装置用以生产氢气，但是尽管天然气制氢装置已经成熟，仍然还是有着各种问题，比如怎样提高氢气的浓度，操作时怎样才能确保氢气的浓度。
以下是笔者对影响天然气制氢装置氢气纯度进行分析，仅供参考。
关键词：制造氢气；纯度影响因素；纯度分析；优化调整1 天然气制氢装置1.1 天然气制氢装置概述天然气制氢装置主要是以天然气，石脑油和干气为原料的轻烃水蒸气转化法为工艺路线，通过一系列的技术手段如：原料精制，预转化，转化，高温变换和变压吸附等等将原料变为氢气的一种新建装置。
这种制氢装置代表着当今世界上比较先进的制氢技术的水平。
1.2 天然气制氢装置工作原理先将原料气体天然气进行净化，借助一定的压力、风速和温度还有催化剂、脱硫剂还有脱氯剂的作用，把天然气中的氯化物还有硫化物脱离出来，净化后的天然气中，在催化剂的作用下发生一系列的裂解反应，以及化学反应生成了氢气和甲烷，在催化剂的作用下甲烷与水蒸气反应，变成了一氧化碳还有氢气，而一氧化碳不够稳定，因为催化剂的缘故与水蒸气进行反应，最后生成氢气和二氧化碳。
最后通过PSA（变压吸附）将反应后生成的最终气体混合物进行分离提纯，利用各种气体分子的吸附顺序不一样进行氢气的提纯。
最后将氢气放进氢气专用的容器中进行储存以及利用。
1.3 天然气制氢装置的工艺过程利用转化炉、顶烧炉、侧烧炉、梯台炉、底烧炉等锅炉得到二氧化碳和氢气的混合气体，再利用二氧化碳和氢气之间吸附顺序的不同，运用变压吸附（PSA）原理，分子筛对于二氧化碳的吸附力大于氢氣的吸附力，通过压缩机和反应器的变压吸附，使得二氧化碳和氢气进行分离，由此得到纯净的氢气。
制氢装置流程及关键设备介绍
制氢装置流程及关键设备介绍1.引言制氢是一种重要的能源生产方式，可以通过多种方法进行生产，如煤炭气化、水电解、天然气重整等。
本文将重点介绍水电解方法制氢的流程及关键设备。
2.水电解制氢流程水电解是指通过电解水来产生氢气的方法。
其基本原理是将水分解成氢气和氧气，反应方程式如下：2H2O->2H2+O2水电解制氢的具体流程如下：2.1水净化原水经过预处理工序，去除其中的杂质和离子，以保证水的纯净。
预处理通常包括过滤、反渗透和电去离子等步骤。
2.2电解池水电解的核心部分是电解池，它是水分解反应发生的地方。
电解池通常由阳极和阴极两部分组成，两者之间通过离子交换膜进行隔离。
阳极产生氧气，阴极产生氢气。
2.3电源系统电源系统提供电流给电解池，通常采用直流电源。
电源的电流和电压可以根据不同的需要进行调整。
2.4氢气处理通过氢气处理系统，将产生的氢气进行净化和压缩。
净化过程通常包括除湿、除杂质和除油等步骤。
经过处理的氢气可以被储存或者用于其他工业应用。
2.5氧气处理产生的氧气也需要经过处理，在氧气处理系统中进行净化和压缩。
净化步骤通常包括除湿和除杂质等。
下面将介绍水电解制氢过程中的几个关键设备：3.1电解池电解池是水电解制氢的核心设备，决定了产氢效率和质量。
电解池主要由电极和离子交换膜组成，电极通常采用铂或其他贵金属材料制成。
3.2电源系统电源系统为电解池提供所需的电流和电压。
电源的稳定性和控制精度对制氢过程至关重要。
3.3氢气处理系统氢气处理系统主要包括除湿、除杂质和除油等步骤。
除湿通常使用吸附剂或冷凝器进行，除杂质可以通过吸附或催化剂进行。
除油通常采用吸附或膜分离等方法。
3.4氧气处理系统氧气处理系统与氢气处理系统类似，也包括除湿和除杂质等步骤。
由于氧气对杂质的要求较高，除杂质的过程可能要更为严格。
4.结论水电解制氢是一种重要的制氢方法，具有高效、环保、可再生的特点。
制氢的流程包括水净化、电解池、电源系统、氢气处理和氧气处理等步骤，每个步骤都有相应的关键设备。
制氢装置工艺流程
制氢装置工艺流程制氢装置是一种用于生产氢气的设备，通常用于工业生产中。
氢气是一种重要的工业原料，广泛应用于化工、石油、冶金等行业。
制氢装置的工艺流程通常包括原料准备、氢气生产、氢气纯化和氢气储存等步骤。
下面将详细介绍制氢装置的工艺流程。
1. 原料准备制氢装置的原料通常是水或天然气。
如果使用水作为原料，首先需要将水进行预处理，去除其中的杂质和溶解气体。
如果使用天然气作为原料，首先需要将天然气进行脱硫和脱水处理，以确保原料气体的纯度和稳定性。
2. 氢气生产氢气生产通常采用蒸汽重整、部分氧化、水煤气变换等工艺。
其中，蒸汽重整是最常用的生产氢气的方法。
在蒸汽重整工艺中，将预处理后的原料与蒸汽混合，然后通过催化剂在高温高压下进行反应，生成氢气和二氧化碳。
这是一种高效的氢气生产方法，能够获得高纯度的氢气。
3. 氢气纯化生产出的氢气中通常还会含有少量的杂质气体，如二氧化碳、一氧化碳等。
为了提高氢气的纯度，需要对氢气进行纯化处理。
氢气纯化通常采用吸附剂吸附、膜分离、压力摩擦等方法，将杂质气体从氢气中分离出来，从而获得高纯度的氢气。
4. 氢气储存生产出的高纯度氢气需要进行储存，以备后续使用。
氢气储存通常采用压缩氢气储罐或液态氢储罐。
压缩氢气储罐适用于小规模的氢气储存，液态氢储罐适用于大规模的氢气储存。
在储存过程中，需要注意氢气的安全性和稳定性，避免发生泄漏和爆炸等意外情况。
以上就是制氢装置的工艺流程。
通过原料准备、氢气生产、氢气纯化和氢气储存等步骤，可以高效地生产出高纯度的氢气，满足工业生产中对氢气的需求。
制氢装置的工艺流程在实际应用中需要严格控制各个环节的操作参数，确保氢气的质量和生产效率。
同时，也需要重视氢气的安全性，采取有效的安全措施，确保生产过程中不发生意外事故。
制氢装置的工艺流程在工业生产中发挥着重要作用，为各行业提供了稳定可靠的氢气供应。
制氢装置PSA氢提纯单元装置的操作
制氢装置PSA氢提纯单元装置的操作1.压力平衡阶段：将氢气与杂质气体的混合物（通常为CO、CO2、CH4等）进入PSA装置中，首先需要在装置中建立恒定的压力平衡。
这一阶段的目的是使吸附剂床达到与混合物相平衡的状态，通常需要保持数十分钟至数小时。
2.吸附阶段：当压力平衡达到后，装置开始进行吸附阶段。
此时，瞬时开启进料阀门，以恒定流量将混合气流入PSA柱床。
吸附床是由吸附剂填充而成，一般使用硅胶、沸石或活性炭等具有吸附性能的材料。
在吸附阶段，混合气体中的杂质气体会被吸附剂选择性地吸附，而氢气则通过吸附剂层流经，进入下一轮的吸附柱。
3.平衡阶段：在吸附阶段结束后，需要进行平衡阶段，以确保吸附剂的饱和度。
在这个阶段，气流关闭，进料阀门关闭，吸附柱中残留的气体被释放出来，以平衡吸附剂的状态。
4.脱附阶段：当平衡阶段结束后，装置进入脱附阶段。
此时，瞬时关闭进料阀门，打开脱附阀门，通过减压来减少吸附柱内的压力，从而将吸附剂上的吸附气体释放出来。
该阶段通常采用较低的压力下进行，在脱附过程中需要控制脱附速度，以避免压力过快导致吸附剂的破坏。
5.再生阶段：在脱附阶段结束后，吸附柱内的吸附剂已经饱和，需要进行再生。
再生过程中，需要使用逆向流进行冲洗，以去除吸附剂上的残余杂质气体。
通过调节再生气体的压力和流量，可以有效地去除吸附剂上的杂质。
6.压缩阶段：再生后的吸附剂已经恢复到初始状态，可以进行下一轮的吸附阶段。
在压缩阶段，需要通过压缩机将氢气压缩至所需的压力水平，以便用于后续的工艺或应用。
以上便是PSA氢提纯单元装置的基本操作流程，由压力平衡、吸附、平衡、脱附、再生和压缩组成。
不同的PSA装置可能会有一些细微的差异，但总体操作流程大致相同。
操作人员需要严格按照工艺要求进行操作，确保装置的正常运行和氢气的提纯效果。
制氢装置工艺流程
制氢装置工艺流程制氢装置工艺流程制氢装置是将天然气等原料转化为氢气的设备，制氢过程中参与的主要反应是蒸汽重整、蒸汽烷化和蒸汽水煤气变换反应。
下面以常用的蒸汽重整工艺为例，介绍制氢装置的工艺流程。
1. 原料净化天然气一般含有杂质如硫化氢、二氧化碳和水等，这些杂质对催化剂有破坏作用，需要进行净化处理。
原料首先经过中温变换反应塔，将二氧化碳转化为一氧化碳，然后进入高温变换反应塔，将硫化氢转化为硫化物。
此外，还需要对原料进行脱水处理，通过吸附剂吸附水分。
2. 原料预热净化后的原料进入加热炉，通过燃烧天然气等燃料进行预热，提高原料的温度。
预热后的原料进入重整炉。
3. 蒸汽重整在重整炉内，预热后的原料与加入的蒸汽混合，进一步提高温度。
在铂基催化剂的作用下，发生蒸汽重整反应，原料中的烃类分子与水蒸气在高温下发生破裂和重组，生成丰富的一氧化碳和氢气。
4. 变换经过蒸汽重整的气体还含有一定量的一氧化碳。
一氧化碳是有毒气体，需要进一步转化为二氧化碳和氢气。
在变换反应器中，通过添加催化剂，使一氧化碳与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气。
5. 纯化转化反应后的氢气含有少量的气体杂质，如甲烷和二氧化碳等，需要进行纯化。
氢气首先经过冷却器，使其中的水蒸气凝结，然后进入吸附塔。
吸附塔中填充有吸附剂，能够吸附残余的烃类和二氧化碳等杂质，使氢气得到进一步纯化。
6. 储存纯化后的氢气经过压缩机进行压缩，使其达到规定的储气罐压力。
氢气储存在高压容器中，可以用于供应给用户或进一步的利用。
以上是一种常用的制氢装置工艺流程，不同的制氢装置工艺可能会有所差异。
制氢是一个复杂的过程，需要控制温度、压力和催化剂的选择等因素，以保证制氢装置的稳定运行和高效产氢。
随着技术的进步，制氢工艺将越来越多样化和高效化，以满足不同应用领域对氢气的需求。
制氢装置简介
中压蒸汽
锅炉给水、发生并 过热蒸汽部分
中变冷 却分液
制氢PSA 部分
中压蒸 汽外送
低分气湿法 脱硫部分
重整氢 PSA
氢气
十、制氢工艺流程简述（一）
自装置外来的50℃，2.2MPa（G）的加氢裂化低分气 进入加氢裂化低分气冷却器（E-1102）壳层冷却后， 进入加氢低分气分液罐（D-1102）分液，从加氢低 分气脱硫塔（C-1102）底进入，在塔中与来自硫磺 回 收 装 置 的 甲 基 二 乙 醇 胺 （ MDEA ） 贫 液 逆 流 接 触 （MDEA浓度25%wt），脱除气体中的硫化氢，脱硫后 的低分气送本装置中重整氢提浓PSA单元，MDEA溶液 送回硫磺回收装置再生。
水蒸汽 合计
公斤/小时 5937.50 5952.97 43800.00 55690.47
吨/日 142.50 142.87 1051.20 1336.57
万吨/年 4.75 4.76 35.04 44.55
工业氢
3628.46 87.08 2.90
出
PSA尾气
27941.00 670.58 22.35
十五、制氢工艺流程简述（六）
自中变反应器出来的变换气依次经过中变气/原料气换热器 （E-1201）温度降至367℃和中变气/脱氧水换热器（E1202A/B）温度降至156.5℃后，进入中变气第一分液罐（D1203）分出凝液，然后在中变气除盐水换热器（E-1203）与 除盐水换热到137.8℃后进入中变气第二分液罐（D-1204）， 分出凝液后，进入中变气空冷器（A-1201）冷却到60℃，再 经中变气第三分液罐（D-1205）分液后，进入中变气水冷器 （E-1204），水冷到40℃的中变气经中变气第四分液罐（D1206）分液后进入中变气PSA提纯单元。
天然气制氢装置工艺技术规程
天然气制氢装置工艺技术规程1. 引言天然气制氢装置是一种将天然气转化为氢气的技术装置。
天然气作为一种丰富的能源资源，其主要成分为甲烷（CH4）。
利用天然气制氢技术可以高效地将甲烷转化为氢气，为能源转型和环境保护做出贡献。
本文档旨在规定天然气制氢装置的工艺技术规程，确保装置运行安全稳定、能效高、环保。
2. 术语和定义•天然气：指地下储存的天然气资源，主要成分为甲烷。
•制氢装置：指将天然气转化为氢气的技术装置。
•甲烷：CH4，天然气的主要成分。
3. 设计与选型3.1 设计原则天然气制氢装置的设计应符合以下原则：•安全可靠：装置应设计合理，能够在正常运行和异常情况下保持安全稳定。
•高效能源利用：装置应采用高效的能源利用方式，尽量减少能量损失并提高氢气产率。
•环保节能：装置应采用环保的工艺技术，减少排放物和废水废气的产生，并尽量减少能源消耗。
3.2 选型依据在进行天然气制氢装置选型时，应考虑以下因素：•生产能力：根据实际需求确定装置的设计产能。
•设备性能：选择先进、稳定、高效的制氢设备，以提高装置的运行效果。
•维护成本：选择易于维护的设备，避免频繁的停工和维修，降低运行成本。
4. 工艺流程天然气制氢装置的工艺流程包括以下几个步骤：4.1 天然气净化天然气净化是为了去除天然气中的杂质，以提高后续的制氢效果。
常见的天然气净化方法包括压缩、冷凝、脱硫和除尘等。
4.2 转化反应转化反应是将净化后的天然气（主要成分为甲烷）转化为氢气的关键步骤。
常见的转化反应方法包括热重整、蒸汽重整、部分氧化和负载金属催化等。
4.3 氢气分离氢气分离是将转化反应后产生的氢气与其他组分进行分离。
常见的氢气分离方法包括压力摩尔扩散、膜分离和吸附分离等。
4.4 氢气纯化氢气纯化是为了去除氢气中的杂质，以满足应用要求。
常见的氢气纯化方法包括压力摩尔扩散、吸附分离和低温凝析等。
4.5 氢气压缩氢气压缩是将纯化后的氢气进行压缩，以便于储存和运输。
制氢装置PSA氢提纯单元工艺过程说明
制氢装置PSA氢提纯单元工艺过程说明制氢装置中的PSA氢提纯单元是一种常用的氢气分离技术，通过物理吸附分离原理，将氢气与其他气体分离，从而提高氢气的纯度。
下面是PSA氢提纯单元的工艺过程说明。
1.原料气体净化：制氢装置通常使用自然气、煤气或重油等作为氢气的原料。
这些原料气体中含有杂质，如硫化物、氨、甲烷和水蒸气等，需要通过吸收、吸附和干燥等步骤对原料气体进行净化。
其中，常用的吸附剂有活性炭等。
2.压缩：经过净化后的原料气体被压缩到一定的压力。
压缩的作用是增加气体分子的密度，提高后续吸附步骤中气体分子与吸附剂之间的碰撞机会，以增加分离效果。
3.吸附：经过压缩的原料气体进入吸附器中，通过选择性吸附杂质气体，实现与氢分离。
这里通常使用分子筛作为吸附剂。
分子筛是一种多孔的固体材料，具有可调节的孔径，可以选择性吸附不同大小的气体分子。
4.脱附：吸附完杂质气体后，需要对吸附器进行脱附操作。
通常有两种方式进行脱附，即压力脱附和减压脱附。
压力脱附是通过减小吸附器内的压力，降低气体与吸附剂之间的吸附力，使吸附在吸附剂上的气体分子释放出来。
减压脱附是通过减小吸附器内的压力，使吸附在吸附剂上的气体分子在减压过程中直接从吸附剂上脱附出来。
5.氢气回收：脱附后的氢气进入氢气纯化装置进行进一步的氢气纯化，以提高氢气的纯度。
常见的纯化方法包括压力摩尔吸附（PSA）、液相吸附和热循环等。
6.氢气储存：纯化后的氢气被储存在高压储氢容器中，以备后续使用。
以上是PSA氢提纯单元的工艺过程说明。
通过这一单元，制氢装置能够从原料气体中分离出高纯度的氢气，以满足不同行业的需求，如化工、能源和电力等领域。
ＰＯＸ制氢中氢气深度净化工艺的选择
ＣＨＥＭＩＣＡＬＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＤＥＳＩＧＮ化工设计２０２０，３０（５）ＰＯＸ制氢中氢气深度净化工艺的选择王文宾 侯世杰 杨书春 成都益志科技有限责任公司 成都 ６１００３７摘要 对炼化项目中ＰＯＸ制氢两种主要的氢气深度净化工艺———变压吸附和甲烷化进行工艺和经济分析对比。
研究发现变压吸附在产品氢纯度、氢气收率和制氢成本方面均优于甲烷化。
因此，变压吸附是炼化项目ＰＯＸ制氢氢气深度净化的优化工艺。
在同样的原料气条件和产品氢纯度要求下，二段变压吸附较一段变压吸附有更高的氢气收率和更低的制氢成本。
从投资和操作综合考虑，二段变压吸附经济效益最好，优于一段变压吸附和甲烷化。
关键词 变压吸附 甲烷化 氢气王文宾：高级工程师，注册化工工程师。
２０１１年毕业于厦门大学化学工艺专业获硕士学位。
研究方向：变压吸附工艺开发与设计。
联系电话：１８７８２９５５５３５，Ｅ－ｍａｉｌ：ｗｅｎｂｉｎｗａｎｇｃｄｓｃ＠ｓｉｎａ ｃｏｍ。
氢气是炼油过程中最重要的大宗原料之一。
在炼化项目中，通常用煤、轻烃、天然气等原料进行大规模制氢。
由于煤廉价易得，近年来国内新建的千万吨级大型炼化项目基本都将ＰＯＸ制氢作为全厂供氢的主要来源。
ＰＯＸ制氢通常以煤为原料，经过气化、变换、净化得到满足下游用户工艺要求的氢气。
由于原料煤性质和气化工艺的不同，粗煤气的组成和组分含量有一定的差异。
再加上净化工艺的不同，净化气后的产品氢气组成存在较大的差异。
１ 氢气净化炼化项目ＰＯＸ氢气净化是为了除去氢气中ＣＯ、ＣＯ２和Ｈ２Ｓ。
可分为初步净化（脱除大部分ＣＯ２和Ｈ２Ｓ）和深度净化（脱除微量的ＣＯ和ＣＯ２）。
１ １ 氢气初步净化工艺由于低温甲醇洗工艺可以同时脱ＣＯ２和Ｈ２Ｓ，在氢气初步净化中具有较大的综合优势。
目前已成为大型炼化、合成氨等项目氢气初步净化的优化工艺，本文不再进行重复讨论和对比。
以下深度净化原料气均按低温甲醇洗初步净化气考虑。
１ ２ 氢气深度净化工艺炼化项目中，对于来自ＰＯＸ装置的氢气深度净化主要是指微量ＣＯ和ＣＯ２的脱除。
制氢装置氢气监督要求
制氢装置氢气监督要求氢气是一种易燃易爆的气体。
氢的燃烧性能好，当氢气中没有杂质时，火焰无色。
在空气中氢气的燃烧范围（体积%）为4.0-75.0,爆轰范围（体积％）18.0-59.0o在氧气中氢气的燃烧范围（体积％）为4.65—94.0,爆轰范围（体积%）18.3-58.9o氢气中的杂质对于发电机来说也是威胁。
氢气的质量监督对于发电机的安全运行具有十分重要的意义L一、发电机气体置换监督置换前，应分析所有钢瓶内CO2纯度按容积计298%,水分按重量计V0.1%,并作好标记，不合格的气瓶禁止使用。
（一）氨气置换空气Co2置换空气：由发电机底部充入CO2,从发电机上部取样分析C02含量大于85%时,排死角，排完后停止充CO2o 氢气置换C02：从发电机上部充入氢气，从底部取样分析含氢量大于96%,含氧量小于2%时，排死角，死角排完后停止充氢气。
（二）空气置换氢气CO2置换氢气：由发电机底部充入CO2,从排氢管处取样分析C02含量大于95%时排死角，排完后停止充CO2o空气置换C02：由发电机上部充入压缩空气，从底部取样分析C02含量小于10%时，停止充空气。
二、气体质量控制标准（见表1—13—4）见表1—13—4氢站及发电机氢系统氢气质量监督标准（一）气体取样方法取样用的球胆内部应保持清洁、干燥；取样时，打开阀门缓慢排放1~3分钟，保证所取样品的代表性。
取氢气样时，应将袋口向下排气；取CO2样时，应将袋口向上排气。
（二）气体纯度分析的意义当氢气和氧气（或空气）按一定比例形成混合气体时，在密闭容器中受明火触发才会爆炸，而纯净的氢气，虽能燃烧却不会引起爆炸。
所以，要求氢气保持在一定纯度，就从根本上消除了它可能发生爆炸的条件。
另外，当发电机内氢气压力不变时，氢气纯度每降低1%,其通风摩擦损耗约增加11%。
所以，保持发电机内较高的氢气纯度可以提高发电机效率，符合经济运行的原则。
一般要求发电机内氢气纯度保持在96%以上，低于此值时应进行排污。
制氢装置工艺方案 (一)
制氢装置工艺方案 (一)制氢装置是一种用来生产氢气的工业设备，可以将含氢的物质进行分解，提取出纯净的氢气。
制氢装置的工艺方案关系到氢气生产的效率、成本和质量，因此制氢装置的工艺方案非常关键。
一、制氢装置的工艺流程制氢装置的工艺流程一般包括氢气生产、分离、净化和存储四个过程。
具体来说，它的工艺流程可以分为以下几个步骤：1. 氢气生产：选择合适的原料进行加热分解或燃烧反应，例如采用天然气、液化石油气、汽油、柴油、煤等作为原料。
2. 分离：将生产出来的氢气和其它气体进行分离，提取出纯净的氢气。
这一步骤可以采用压力摩擦吸附、膜分离、质谱分析等各种方法。
3. 净化：将分离出来的氢气进行净化处理，去除其中的杂质和有害物质。
净化可以采用吸附剂吸附、化学吸收、膜过滤、冷却凝结等各种方法。
4. 存储：将净化后的氢气进行储存，等待后续的使用。
二、制氢装置的工艺方案制氢装置的工艺方案的选择与制氢装置的规模、原料种类、制氢产品用途等相关，下面我们来讨论几个常见的工艺方案。
1. 液化天然气工艺方案采用液化天然气作为原料，通过加热分解法进行制氢。
该工艺方案的优点是原料易得、氢气纯度高、成本较低，缺点是需耗费大量能源、处理过程复杂。
2. 电解水工艺方案采用水作为原料，通过电解法进行制氢。
该工艺方案的优点是原料充足、氢气纯度高、环保成本低，缺点是成本较高、生产效率不高。
3. 太阳能制氢工艺方案采用太阳能作为能量来源，将水分解为氢气和氧气。
该工艺方案的优点是环保、具有可再生性、成本低，缺点是生产效率不高，对天气和气温有一定要求。
三、制氢装置的应用范围制氢装置是一种重要的能源转化设备，广泛应用于氢能源、金属加工、石油加工、化工等领域。
在能源领域，氢气可以用于汽车燃料，储能电池等；在金属加工领域，氢气可以用于金属的还原和热处理；在化工领域，氢气可以用于各种氢化反应。
综上所述，制氢装置的工艺方案需要根据实际情况进行选择和优化，以提高生产效率，降低成本，达到可持续发展的目标。
制氢装置原理及操作
工艺原理1.1制氢装置主要工艺过程装置从原料净化到原料蒸汽转化及中温变换，每个过程都包含有复杂的化学反应，而产物的分离则是一个除去杂质的变压吸附过程，装置的各组成部分的催化剂有所不同，对操作的要求及处理也不同，为达到正常生产控制的目的，必须对每个过程的生产原理及催化剂性能有一定认识。
本装置制氢工艺主要由原料气净化，烃蒸汽转化，CO中温变换及中变气的PSA氢气提纯等几部分组成。
1.2制氢装置主要化学反应机理1.2.1原料气净化部分原料净化过程是在一定的温度、氢气压力和空速条件下，借助加氢催化剂作用，把原料气中硫化物、氯化物脱除，使原料气中硫含量降至0.2PPm，氯含量降至0. 1PPm，以保护好后续转化催化剂的正常运行。
原料气中硫化物对含镍蒸汽转化催化剂以及变换催化剂等一系列催化剂都有毒害作用，因此一定要脱除。
原料烃中的硫化物以多种形态存在，一般分为无机硫化物和有机硫化物两大类。
原料气中的硫化物绝大部分是有机硫化物，按有机硫化物的热稳定程度，大致可分为两类。
一类是硫醇和二硫化物，它们在150~250℃便能分解；另一类为硫醚和环状硫化物(噻吩类)，它们在400℃时仍然稳定。
这些有机硫化物不能在氧化锌脱硫剂上直接反应被脱除，为了便于复杂有机硫的转化，必须使用加氢转化催化剂在氢气作用转化生成无机硫化物，再用氧化锌脱硫及吸附脱除。
一般的钴钼型加氢转化催化剂在350℃左右即可将复杂的有机硫转化为H2S，几种典型有机硫的加氢反应如下：硫醇加氢：R-SH+H2=RH+H2S硫醚加氢：R-S-R’+H2=RH+R’H+H2S噻吩加氢：C4H4S+4H2=C4H10+H2S二硫化碳加氢：CS2+H2=CH4+H2S硫氧化碳加氢：COS+H2=CO+H2S此处R-代表烷基，这些反应都是放热反应，平衡常数很大。
因此，只要反应速度足够快，有机硫的转化是很完全的。
除了上述有机硫加氢反应外，对于含有烯烃的制氢原料如焦化干气和催化干气，钴钼催化催还能使烯烃加氢成饱和烃，有机氮化物也可在一定程度上转化成氨和饱和烃了。
制氢—装置、重点部位设备说明与危险因素及防范措施
制氢—装置、重点部位设备说明与危险因素及防范措施一、装置简介(一)装置的发展及类型1．制氢装置的发展氢气是石油化工的基本原料，随着加氢技术的发展，对氢气的需求量日益增加，一般对于加氢装置较多的炼油厂，除利用重整副产氢外，尚须有专门制氢装置。
我国第一套轻烃蒸汽转化制氢装置是20世纪60年代建成的，随后又陆续建立起多套制氢装置，这时期的氢气净化技术为化学净化法。
进入20m世纪80年代以后，随着变压吸附技术的发展，新建的制氢装置多采用变压吸附净化法。
2．装置的主要类型以制氢装置的原料分：有天然气制氢：油田伴生气制氢；液化气制氢；炼厂气制氢；轻石脑油制氢等。
以产品精制方法分：有化学净化法制氢：变压吸附(PSA)净化法制氢。
天然气制氢造气单元和PSA单元工艺流程见图2—19a、图2—19b、图2—19c。
二、重点部位及设备(一)重点部位制氢装置的原料及产品多为易燃、易爆物质，整个装置区内都具有较大危险性，其中危险性最大的区域属转化炉区和压缩机区。
(二)主要设备1．制氢转化炉转化炉是制氢装置的核心设备，它处于高温、高压、临氢状态下操作，对炉管材质及结构有严格要求。
目前，流行的转化炉有三种炉型：一是以托普索公司为代表的侧烧炉：二是以凯洛格公司为代表的顶烧炉；三是以福斯特惠勒公司为代表的阶梯式转化炉。
•国内流行的为顶烧炉和刚烧炉。
转化炉炉管一般为DNl00mm×l2000mm，材质为HK—40或HP—40的离心浇铸管，由于炉管的温度高，设计时应充分考虑热膨胀问题。
2．PSA吸附床变压吸附分离为间歇操作，对于每个吸附床来讲，在高压下吸附，在低压下脱附，因此吸附床受交变压力的作用，为疲劳容量，在设计、制造时要引起足够重视。
三、危险因素及其防范措施本装置在火灾危险性分类中为甲类危险性装置。
(一)开停工时的危险因素及其防范措施1．开工时的危险因素及其防范措施(1)装置全面大检查装置全面大检查是开工前非常重要的步骤，装置在设计、施工当中必然存在一些问题，通过检查，发现问题，并进行整改，以保证装置安全顺利开工。
氢气纯化装置控制系统-2023年学习资料精选全文
第四章纯化装置常用分析仪器-·一、微分析仪-■英国SYSTECH公司生产：-·检测器为电化学式（燃料-电池-■防爆等级：-EEx ialIC 4-12-■接线方式：四线制
三塔流程-Z1状态：A工作B再生C吸附-WinCC-运行系级-QCNB-50/1.5氢气纯化设备B流程-氢纯化运行脱 器再生干操Z1状态肝燥Z2状态干操Z3状态报警■-Z1状态剩余时间-479分钟-Z2状态剩余时间-480分钟-Z3状 乘剩余时间-AIT3-160-6ppm-F13-F14-F15-F19手动-ME1-方式选择-780-状态：充罐-P -联助选挥-Mpa-小-夜量氧作用-露点作用-制氢设备日-TE9-TE11-TE13-TE15-PV2-10A-72 -27℃-135G-27C-方式：-自动-实际：1.35Mpa-TE&-TE10-TE12-TE14-设定1.35M a-81C-207℃-开度-0%-氢，气储锤-120-130A-130日-130C-140A-140B-140C-1 00-110日-110C-100-10E-F20-F4☐7-150-F6-F16-F17-F18
纯化、干燥装置控制原理-及故障处理-E mail:
第一章概述-一、装置简介-氢气纯化干燥装置是净化氢气的设备，能将氢气中-的氧气和水份去除掉，满足对氢气含氧量和含湿量 -定要求的用户。氢气纯化设备框架内安装有脱氧器、-干燥器、气水分离器、过滤器、冷却器、集水器等容-器、阀门，以及检测 制仪表。如用户对氢气含氧量-无过高要求，可仅订购干燥装置。-二、干燥部分的分类-依据干燥塔的数量可分为：-。两塔流程 主要应用于对氢气露点要求不高的-三塔流程（氢气露点<-60℃）
脱氧器-脱氧器结构图-脱氧器的结构-电缆接入口->内简：电加热元件-◆气体入口-装料口->外筒：脱氧催化剂、2个铂阻测温元件-保温层-气体出口-铂电阻-催化脱氧-脱氧催化剂可催化氢气与-氧气发生化合反应生成水，以-达到脱氧的目的。 原料氢气从a口进入，经-电加热元件加热后进入催化剂-床层，氢气和氧气在催化剂的-作用下发生化合反应生成水，-卸料口■-水以气态的形式随氢气从b口-流出脱氧器。
氢气的制备和净化原理
氢气的制备和净化原理
氢气的制备方法有许多种，常见的制备方法包括：
1. 酸碱反应法：将金属与酸反应生成相应的金属盐和氢气，如锌与稀硫酸反应产生氢气。
2. 金属与水反应法：一些金属与水反应能生成氢气，如钠与水反应产生氢气。
3. 电解水法：将水进行电解，通过电解水可以直接制备氢气。
4. 碱金属与液氨反应法：将碱金属与液氨反应可生成氨和氢气，再经过一系列的分离净化操作，可以得到纯氢气。
5. 天然气蒸汽重整制氢法：利用天然气中的甲烷与水蒸汽进行重整反应，生成含有氢气的合成气，再经过一系列的净化操作，可以得到纯氢气。
对于氢气的净化，一般涉及以下几个方面：
1. 除去杂质：氢气中可能包含一些杂质，如水蒸气、二氧化碳等。
这些杂质会影响氢气的纯度和安全性，所以需要进行除湿和除去二氧化碳的操作。
2. 脱硫：一些化工过程中产生的氢气中可能含有硫化氢等硫化物，需要进行脱
硫处理，以提高氢气的纯度和安全性。
3. 脱氧：氢气中可能还含有氧气等氧化性物质，需要进行脱氧操作，以防止氢气产生燃烧或爆炸。
4. 纯化：通过吸附剂或膜分离等方法，可以进一步提高氢气的纯度，以满足不同应用场合的需要。
综上所述，氢气的制备和净化原理主要涉及化学反应、分离技术和吸附等物理和化学过程。
不同的制备方法和净化过程适用于不同的应用场合和要求。
氢能源的净化方法
氢能源的净化方法
氢能是一种很重要的可再生能源，它以其高效、环保的特点，被视为未来能源的趋势方向之一。
然而，从现有的制氢生产方式中得到的氢气中，往往伴随着大量的杂质和有害物质，需要经过净化处理后才能直接应用。
本文将介绍几种常见的氢能源净化方法。
第一种方法是化学吸附法。
化学吸附法是指将含有污染物的氢气通过具有特殊吸附性质的固体吸附剂时，污染物被固定在吸附剂表面，而将纯净的氢气顺流输出。
目前有丝状分子筛、分子筛等吸附剂被用于关键污染物的去除工作。
该法对氢气的成分变化、催化剂毒化等问题比较敏感。
第二种方法是膜分离法。
膜分离法是指通过半透膜的区分选择性让气体组分分离出来的一种方法。
现在，一般采用选择性膜和非选择性膜相融合的膜分离法，它能实现对氢气中水、二氧化碳等组分的选择性分离。
不过，该方法的应用还面临着高成本、难以控制膜的损耗和污染等问题。
第三种方法是低温制冷法。
低温制冷法是通过制冷剂冷却氧化氢气中的杂质，使其凝结成为液体而被分离。
低温制冷法操作简单，过程较为稳定，同时也适用于不同规模的氢气净化系统。
但是，其在能量消
耗和设备耗费上的不足，使得该方法的应用受到限制。
以上是一些关于氢能源净化的方法，每种方法都有其自身的优点和缺点。
在选择氢气净化方法时应该根据具体的生产和使用需求加以考虑，并采用合适的经济性、可靠性和环保性的方式来实现氢气净化。
随着
技术的不断发展，相信氢能源净化技术将会越来越完善，让氢能成为
未来能源的重要组成部分。
制氢装置的类型及防范措施
制氢装置的类型及防范措施在现代工业生产中，氢气被广泛应用于能源、化工、制造业等领域。
制氢装置作为一种生产工具，在氢气生产和利用中扮演重要角色。
然而，在使用制氢装置的过程中，我们也要注意一些安全问题。
本文将介绍制氢装置的常见类型，以及如何预防潜在的安全隐患。
制氢装置的类型热解法制氢装置热解法制氢装置是一种利用煤、油、天然气等热源进行直接热解的制氢设备。
其主要工艺流程是：将煤、油、天然气等作为原料，在高温高压下进行裂解，生成水蒸气和一氧化碳。
随后，通过水蒸气与一氧化碳的反应生成氢气，并对氢气进行净化和压缩，最终得到高纯度的氢气。
热解法制氢装置具有生产成本低、成品氢气质量高等优点，但在操作中会产生大量的热辐射，还有易产生爆炸的隐患。
水电解制氢装置水电解制氢装置是利用电能将水分解为氢气和氧气的一种方式。
其主要工艺流程是：将水加入电解槽中，通入直流电流，水被电解后分解为氢气和氧气，随后对氢气进行净化和压缩，最终得到高纯度氢气。
水电解制氢装置的优点是操作简单、成品氢气纯度高、基本无污染等，但其制氢效率较低，电解成本较高。
溶解法制氢装置溶解法制氢装置是采用金属或金属合金与酸性水溶液进行反应来产生氢气。
溶解法制氢装置的主要工艺流程是：将金属或合金与酸性水溶液（如硫酸溶液）反应，产生氢气，再进行氢气的净化和压缩，最终得到高纯度氢气。
溶解法制氢装置的优点是生产成本低，制氢效率高，但操作中要注意化学品和酸碱的混合，防止产生有毒气体，同时还要注意装置的腐蚀。
如何预防制氢装置安全隐患坚持安全第一在制氢过程中，始终要坚持以安全为第一的原则。
操作人员要严格按照操作规程和安全操作规定进行操作，做到仪器设备正常运行、操作规程合理合法并随时注意安全问题。
同时需要加强对操作人员的培训和教育，提高其安全意识和危险意识，从而避免不必要的安全事故。
加强装置维护制氢装置是一种高科技设备，需要经常进行维护和检修。
这包括定期对装置进行清洗、检查仪器设备是否正常运行等，确保装置能够正常运转。
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目前制氢装置的氢气净化分为常规法（苯菲尔溶液脱碳）和变压吸附（Pressure Swing Adsorption，缩写为PSA）法两种流程。
（一）两种净化流程的对比常规法流程与PSA法的选择主要取决于对工业氢气的纯度和压力的要求以及经济因素：1．氢气纯度对加氢装置的影响：常规法的氢气纯度为95%左右，而PSA 法的氢气纯度为99.9%。
新氢纯度的差异导致加氢装置操作总压及高压分离器压力不同，氢气纯度低，在保证反应系统氢分压的前提下，反应及分离系统设备设计压力提高，纯氢的消耗量也增大，压缩机及装置的能耗也势必增加，因此净化工艺选择应首先考虑对供氢对象的影响，特别是对新氢纯度要求较高的加氢裂化装置，就只能选择PSA法。
2．新氢压力对加氢装置的影响：新氢压力愈高，加氢装置内新氢压缩机的功率消耗及投资就愈低，因此应在制氢装置的合理操作范围内，尽可能的提高工业氢气的输出压力。
对常规制氢装置约为1.3～1.4MPa，对PSA净化的制氢装置约为2.0～2.4 MPa。
3．投资：一般PSA法比常规法的投资约高5%～10%左右，但随着PSA 国产化及技术的进步，大大降低了PSA装置的投资，使得两种流程的投资已日趋接近。
4．氢气成本：PSA法的原料成本高于常规法，但加工成本却低于常规法。
两种净化方法的成本主要取决于原料的价格。
经测算，当原料价格较高时，常规净化的氢气成本较低；而当原料价格较低时，PSA净化法比较经济。
当采用炼厂气作为制氢原料时，由于原料价格低，采用PSA净化工艺具有明显的经济优势；当采用天然气、油田气为原料时，两种净化方法成本相当；而当采用轻油作原料时，则PSA法的制氢成本要高于常规净化法。
PSA净化法具有工艺简单，操作灵活可靠，产品纯度高等诸多好处，目前新建或改建制氢装置一般都选用PSA法。
（二）、常规法经过中（高）变换的中变气，换热降温后，进入低温变换反应器，进一步将一氧化碳变换为二氧化碳，然后降温至100℃左右，进入脱碳塔，其中的二氧化碳与碳酸钾反应，生成碳酸氢钾，脱除二氧化碳的粗氢气换热升温后，进入甲烷化反应器，粗氢气中的一氧化碳、二氧化碳在甲烷化催化剂的作用下，与氢气反应生成甲烷，最终得到氢纯度大于95%的工业氢气。
1．脱碳反应苯菲尔是原始的热钾碱法的商业名称，是由本森（H.E.Benson）和菲尔德（J.H.Field）在20世纪50年代为美国矿物局发明的。
后来，又增添了活化剂二乙醇胺以加快二氧化碳的吸收速度，加矾以减少腐蚀。
由于吸收液的价格低，吸收容量大，便于操作管理和容易再生，特别在中压（2.0～3.0MPa）下吸收及有低位能的废蒸汽可利用的情况下，其经济效益尤佳。
因此，在以天然气和石脑油为原料，采用水蒸汽转化法制氢的装置中广泛采用。
（1）基本原理采用碳酸溶液吸收二氧化碳的化学反应过程如下：上式通常认为是按下列步骤进行的：为了加快其反应速度，最有效的方法是在碳酸钾溶液中加入液相催化剂，以改变其反应过程。
采用二乙醇胺作液相催化剂的反应机理如下：从平衡观点看，加入二乙醇氨做催化剂，降低了溶液面上的CO2平衡分压，从而有利于净化度的提高。
对于用苯菲尔法脱除原料气中的二氧化碳，应综合净化度高（减少后续过程的麻烦）、溶液的吸收容量大（溶液循环量小，动力消耗低）、吸收和再生速度快（设备可小些）、能耗低、流程简单、投资省等几个方面作为流程选择的考虑因素。
苯菲尔溶液吸收的净化度既与贫液的再生度有关，又与其吸收温度有关。
从平衡角度考虑希望吸收液的温度低一些，则其二氧化碳的平衡分压低，净化度也就高。
从反应速度角度考虑希望吸收液的温度高些，温度高，吸收系数大，吸收速度就快。
目前国内采用苯菲尔溶液净化工艺的制氢装置，几乎全部选择了二段吸收、二段再生流程流程。
以两种不同再生度的溶液提供给吸收塔。
2．甲烷化反应在制氢生产过程中，甲烷化反应的目的是从经过脱碳后粗氢气中除去一氧化碳和二氧化碳，以满足加氢装置催化剂对氢气质量的要求。
甲烷化反应为强放热反应，其反应式如下：= -206.2kJ/mol= -165.0kJ/mol在典型的甲烷化反应器操作条件下，每1%一氧化碳转化的绝热温升为72℃，每1%二氧化碳转化的绝热温升为60℃。
制氢装置中甲烷化反应器入口温度一般在280～300℃之间。
通过甲烷化反应，可将粗氢气中一氧化碳（0.3%）和二氧化碳（1%）之和降至50μg.g-1。
（二）、变压吸附（PSA）净化工艺1．变压吸附工艺原理吸附是指当两种相态不同的物质接触时，其中密度较低物质的分子在密度较高的物质表面被富集的现象和过程。
具有吸附作用的物质（一般为密度相对较大的多孔固体）被称为吸附剂，被吸附的物质（一般为密度相对较小的气体或液体）称为吸附质。
吸附按其性质的不同可分为四大类，即：化学吸附、活性吸附、毛细管凝缩和物理吸附。
PSA制氢装置中的吸附主要为物理吸附。
物理吸附是指依靠吸附剂与吸附质分子间的分子力（包括范德华力和电磁力）进行的吸附。
其特点是：吸附过程没有化学反应，吸附过程进行的极快，参与吸附的各相物质间的动态平衡在瞬间即可完成，这种吸附是完全可逆的。
由于吸附剂的传热系数很小，吸附时近于绝热过程，又由于循环周期短，吸附热来不及散失，紧接着又供解吸使用，所以吸附热和解吸热对床层的变化不大，使床层温度仅在平均温度上下波动2℃左右。
吸附质在吸附剂上的容量随吸附质的分压上升而增加，随吸附温度的上升而下降。
利用这个性质，可实现吸附剂在低温、高压下吸附而在高温、低压下解吸再生。
当吸附达到平衡时，被吸附物质的分压等于它在吸附剂接触的气相中的分压，当气相压降降低或系统温度升高时，被吸附气体将以它本来的形式脱离吸附剂。
正是依靠这种可逆性，进行吸附剂的再生。
在实际变压吸附过程中，当多组分气体在一定压力下进入吸附床时，由于流体运动，各组分的浓度相互间会发生转变，但这种转变很快就会稳定下来并形成我们可以观测到的饱和区、传质区和波峰面。
实际上，混合气体有多少种除氢以外的组分就有多少个被恒态区隔开的波峰面，但对于具体工业应用而言，我们一般只需要关心其中需严格控制的某一种最难吸附的杂质组分的波峰面（吸附前沿）即可。
随着吸附的进行，吸附床进料端将逐步达到吸附平衡，而吸附传质区和吸附前沿将逐渐前移，当吸附前沿尚未达到出口时即结束了吸附过程，这时吸附床的出口端仍留着一段基本未吸附杂质的纯净区。
在吸附结束后，随着均压减压和顺放减压的进行，由于压力的下降，饱和区内已达到吸附平衡的被吸附质开始解吸并向前移动，然后被再次吸附，同时吸附传质区和吸附前沿继续前移直到床层出口。
在顺放减压后床层进行逆向减压，这时随着压力的迅速下降，被吸附杂质开始大量解吸，同时使床层在低压下达到新的吸附平衡状态。
最后用氢气逆向冲洗床层，降低床层杂质分压，使吸附床层被打破，杂质组分得以彻底再生。
变压吸附（PSA）氢提纯工艺是利用不同组分在选定的吸附剂上的吸附强弱对原料气（中变气或低变气）中的杂质（CO、CO2、H2O、CH4）在高压下吸附，在低压下解析，从而提纯氢气的工艺过程。
变压吸附氢提纯工艺过程之所以得以实现是由于吸附剂在这种物理吸附中所具有的两个性质：一是对不同组分的吸附能力不同，二是吸附质在吸附剂上的吸附容量随吸附质的分压上升而增加，随吸附温度的上升而下降。
利用吸附剂的第一个性质，可实现对含氢气源中杂质组分的优先吸附而使氢气得以提纯；利用吸附剂的第二个性质，可实现吸附剂在低温、高压下吸附而在高温、低压下解吸再生，从而构成吸附剂的吸附与再生循环，达到连续分离提纯氢气的目的。
2．吸附剂及吸附力工业PSA制氢装置所选用的吸附剂都是具有较大比表面积的固体颗粒，主要有：活性氧化铝类、活性炭类和分子筛类。
吸附剂最重要的物理特征包括孔容积、孔径分布、表面积和表面性质等。
不同的吸附剂由于有不同的孔隙大小分布、不同的比表面积和不同的表面性质，因而对混合气体中的各组分具有不同的吸附能力和吸附容量。
对于组成复杂的中变气，在实际应用中常常需要多种吸附剂，按吸附性能依次分层装填组成复合吸附床，以达到分离所需产品组分的目的。
变压吸附在操作稳定的情况下，吸附剂寿命相当长，一般可达8～10年。
正是吸附剂所具有的这种吸附杂质组分的能力远强于吸附氢气能力的特性，使我们可以将混合气体中的氢气提纯。
吸附剂对各种气体的吸附性能主要是通过实验测定的吸附等温线来评价的。
优良的吸附性能和较大的吸附容量是实现吸附分离的基本条件。
同时，要在工业上实现有效的分离，还必须考虑吸附剂对各组分的分离系数应尽可能大。
所谓分离系数是指：在达到吸附平衡时，（弱吸附组分在吸附床死空间中残余量/弱吸附组分在吸附床中的总量）与（强吸附组分在吸附床死空间中残余量/强吸附组分在吸附床中的总量）之比。
分离系数越大，分离越容易。
一般而言，变压吸附氢提纯装置中的吸附剂分离系数不宜小于3。
另外，在工业变压吸附过程中还应考虑吸附与解吸间的矛盾。
一般而言，吸附越容易则解吸越困难。
如对于C5、C6等强吸附质，就应选择吸附能力相对较弱的吸附剂如硅胶等，以使吸附容量适当而解吸较容易；而对于N2、O2、CO等弱吸附质，就应选择吸附能力相对较强的吸附剂如分子筛、CO专用吸附剂等，以使吸附容量更大、分离系数更高。
此外，在吸附过程中，由于吸附床内压力是不断变化的，因而吸附剂还应有足够的强度和抗磨性。
在变压吸附氢提纯装置常用的几种吸附剂中，高空隙活性氧化铝（Al2O3）属于对水有强亲和力的固体，一般采用三水合铝或三水铝矿的热脱水或热活化法制备，物理化学性能极其稳定，抗磨损、抗破碎、无毒。
主要装填在吸附塔的底部，吸附原料气中的水分，用于气体的干燥，防止其它吸附剂吸水后，吸附力降低。
活性炭类吸附剂是以煤为原料，经特别的化学和热处理得到的孔隙特别发达的专用活性炭，属于耐水型无极性吸附剂。
其特点是：其表面所具有的氧化物基团和无机物杂质使表面性质表现为弱极性或无极性，加上活性炭所具有的特别大的内表面积，使得活性炭成为一种能大量吸附多种弱极性和非极性有机分子的优良吸附剂。
装填于吸附塔的中部，主要用于脱除二氧化碳和部分甲烷。
沸石分子筛类吸附剂是一种具有立方体骨架结构、含碱土元素的结晶态偏硅铝酸盐，属于强极性吸附剂，有着非常一致的孔径结构和极强的吸附选择性。
装填于吸附塔的上部，主要用于脱除一氧化碳和甲烷。
典型的PSA吸附塔吸附剂装填见图2-2-1。
图2-2-1 PSA吸附塔吸附剂装填示意图3．吸附平衡吸附平衡是指在一定的温度和压力下，吸附剂与吸附质充分接触，最后吸附质在两相中的分布达到平衡的过程。
在实际的吸附过程中，吸附质分子会不断地碰撞吸附剂表面并被吸附剂表面的分子引力束缚在吸附相中；同时吸附相中的吸附质分子又会不断地从吸附剂分子或其它吸附质分子得到能量，从而克服分子引力离开吸附相；当一定时间内进入吸附相的分子数和离开吸附相的分子数相等时，吸附过程就达到了平衡。