Zeolitová molekulová síta hrají klíčovou roli v procesu výroby vodíku PSA (Pressure Swing Adsorption) a jejich selektivní adsorpční vlastnosti jsou klíčem k dosažení účinného čištění vodíku. Výroba PSA vodíku je fyzikální adsorpční proces, je to proces separace plynů, který využívá různé adsorpční kapacity různých plynů na adsorbentu s molekulovým sítem.
Jak probíhá proces čištění vodíkem?
Vzhledem k tomu, že vodík se používá v mnoha průmyslových a energetických odvětvích, zejména v palivových článcích a elektronickém průmyslu, mají extrémně přísné požadavky, pouze vodík s vysokou čistotou může tyto požadavky splnit.
Ale vodík vyrobený ze surovin často obsahuje vodní páru a nečistoty, jako je oxid uhelnatý, oxid uhličitý, metan, plynný dusík a sulfidy. Tato voda a nečistoty mohou otrávit katalyzátory, snížit účinnost reakce, korodovat zařízení a představovat bezpečnostní rizika. Proto se procesy související s čištěním vodíku zaměřují především na sušení a odstraňování nečistot.
Výroba a čištění PSA vodíku
Výroba PSA vodíku je jedním z nejčastěji používaných procesů čištění vodíku v průmyslu. Je zvláště vhodný pro čištění směsných plynů obsahujících vodík-, jako je koksárenský plyn a syntézní plyn (reformování zemního plynu, zplyňování uhlí).
PSA čištění vodíku využívá různé selektivní adsorpční schopnosti molekulárních sít pod vysokým tlakem k oddělení vodíku ze směsného plynu. Jednotná velikost pórů molekulových sít jim umožňuje zachycovat menší molekuly nečistot a uvolňovat větší molekuly vodíku.
Tento mechanismus-vylučování velikosti zajišťuje účinné odstranění vody a nečistot a vytváří ultra-čistý vodík vhodný pro kritické aplikace. A zeolitová molekulární síta se stala základním kamenem tohoto procesu.
Pod vysokým tlakem se adsorbují nečistoty, zatímco vodík prochází. Za nízkého tlaku/vakua se molekulová síta desorbují (regenerují) a uvolňují nečistoty. Periodickým přepínáním tlaku lze nepřetržitě získávat vysoce čistý vodík.
Molekulární síta pro čištění vodíku
Předúprava vstupního vzduchu-: Než proud smíšeného plynu (obsahující vodík, vodní páru, oxid uhelnatý, oxid uhličitý, metan, plynný dusík atd.) vstoupí do systému PSA, je nutné nejprve odstranit vodu zeolitovými molekulárními síty typu 3A nebo 4A (nebo aktivovaným oxidem hlinitým).
Vysokotlaká adsorpce: Nečistoty (jako je oxid uhelnatý, oxid uhličitý, metan, plynný dusík atd.) mohou být adsorbovány zeolitovými molekulárními síty typu 5A a někdy lze v kombinaci použít také zeolitová molekulární síta typu 13X.