Descripció dels productes
El sistema de separació de membrana d'hidrogen (també conegut com a unitat de purificació de membrana d'hidrogen) és un conjunt complet d'equips que integren el pretractament de gasos, la separació de membrana i l'estabilització del gas del producte.
El seu principi bàsic és utilitzar membranes de polímer de fibra buida o de fulla-plana (per exemple, materials basats en poliimida, polisulfona-) amb una alta selectivitat d'hidrogen- sota una certa diferència de pressió, les molècules d'hidrogen (pes molecular petit, energia cinètica alta) penetren pels porus de la membrana més ràpidament que altres molècules de gas CH₄ (p. ex. CO₂, N₂₄).
Pot produir de manera estable hidrogen d'alta -puresa i és un dels equips principals per a la recuperació i purificació eficients de l'hidrogen a la indústria de l'hidrogen de baix-carboni.
Principi de funcionament
El procés de treball d'una membrana de separació d'hidrogen es pot resumir en cinc passos bàsics: -pretractament de gasos rics en hidrogen → regulació de la pressió → separació de la membrana → estabilització del gas permeat (hidrogen) → descàrrega del gas retentat (impureses)
Pretractament de gas-ric en hidrogen:El gas-ric en hidrogen (per exemple, gas-de refineria amb 30-70% H₂, gas de reforma de gas natural amb 70-90% H₂) entra primer al sistema de pretractament. Passa per un filtre coalescent per eliminar les gotes de líquid (aigua, oli) amb una mida de partícula superior o igual a 1 μm, després entra en un filtre de partícules per eliminar les impureses sòlides (pols, catalitzadors) amb una mida de partícula superior o igual a 0,1 μm, evitant l'obstrucció dels porus de la membrana. Per als gasos que contenen impureses nocives (per exemple, H₂S superior o igual a 10 ppm, hidrocarburs pesats superiors o iguals a 500 ppm), s'afegeix una unitat d'adsorció (carbó actiu per a la desulfuració, garbells moleculars per a l'eliminació d'hidrocarburs pesats) per evitar la degradació del material de la membrana i l'atenuació del rendiment.
Regulació de pressió:El gas ric en hidrogen-pretractat es comprimeix o descomprimeix a la pressió de funcionament del sistema (0,5-12,0 MPaG) mitjançant un compressor de reforç o una vàlvula reductora de pressió. Es manté una diferència de pressió estable (generalment 0,3-10 MPa) entre el costat d'alimentació (alta pressió) i el costat de permeat (baixa pressió) de la membrana per proporcionar la força motriu per a la penetració d'hidrogen.
Separació de membrana:La pressió-gas regulada entra al mòdul de membrana (compost per milers de membranes de fibra buida). Les molècules d'hidrogen penetren ràpidament a través de la paret de la membrana fins al costat del permeat (costat de baixa-pressió) sota la diferència de pressió, mentre que les impureses com el metà, el diòxid de carboni i el nitrogen (baixa permeabilitat) es retenen al costat d'alimentació (costat del retenat). La puresa de l'hidrogen al costat del permeat arriba al 99,0-99,999% (ajustable controlant l'àrea de la membrana i la diferència de pressió) i la taxa de recuperació d'hidrogen d'un sol pas és del 70-90%.
Estabilització de gas permeat (hidrogen):L'hidrogen d'alta -puresa del costat del permeat entra a un dipòsit tampó per estabilitzar la pressió (normalment 0,1-1,0 MPaG). Per als escenaris que requereixen una pressió més alta (per exemple, transport per canonades, ús de piles de combustible), s'afegeix un compressor d'hidrogen per ajustar la pressió a 2,0-40,0 MPaG. Una petita quantitat d'impureses residuals (si n'hi ha) s'elimina encara més mitjançant un filtre de post-adsorció, assegurant que el producte final compleix els requisits de puresa de l'usuari.
Descàrrega de gasos retenats (impureses):El gas retingut (alt en impureses, amb un 5-20% d'H₂ residual) es despresuritza a pressió atmosfèrica mitjançant una vàlvula d'alleujament de pressió. Es pot utilitzar com a combustible per a calderes o calefactors (recuperant el poder calorífic) o abocat després de complir amb les normes d'emissió ambiental, evitant el malbaratament de recursos i la contaminació ambiental.
Característiques bàsiques del sistema de separació de membrana d'hidrogen
Alta selectivitat d'hidrogen
El material de la membrana té una relació de selectivitat d'hidrogen (H₂/CO₂ superior o igual a 20, H₂/CH₄ superior o igual a 50) que garanteix una separació eficient, produint de manera estable hidrogen amb una puresa superior o igual al 99,0% i fins i tot una puresa ultra-per a aplicacions de pila de combustible igual o superior a 99 o 999 %.
Capacitat flexible
La capacitat de processament d'una-una sola unitat oscil·la entre els 10 Nm³/h (recuperació a -petita-escala en el lloc) i els 50.000 Nm³/h (depuració d'hidrogen industrial a gran-escala), adaptant-se a diversos escenaris de demanda d'hidrogen.
Estructura compacta
El mòdul de membrana té un alt grau d'integració (superfície específica superior o igual a 1.000 m²/m³) i tot el sistema es pot dissenyar com una unitat-muntada-ocupant un 30-50% menys d'espai que els equips tradicionals d'adsorció o separació criogènica, adequats per al desplegament en llocs limitats.
Baix consum d'energia
El procés depèn de la penetració de la membrana impulsada per pressió-, sense necessitat d'escalfament, refrigeració o regeneració de dissolvents químics. El consum específic d'energia és només de 0,1-0,3 kWh/Nm³ H₂, que és un 40-60% més baix que els sistemes d'adsorció de canvi de pressió (PSA).
Inici-ràpid
El sistema pot assolir una producció d'hidrogen estable en 15-30 minuts després de l'inici (sense preescalfament complex ni activació d'adsorbent), cosa que permet una resposta ràpida als canvis de demanda d'hidrogen.
Els avantatges dels productes de la nostra empresa
En el context del desenvolupament global de la indústria energètica de l'hidrogen, el disseny refinat és la clau per garantir l'eficiència de la separació de la membrana, una llarga vida útil i la compatibilitat amb diferents corrents de gas. La nostra empresa compta amb un equip d'enginyers professionals amb més de 20 anys d'experiència en tecnologia de membranes i purificació d'hidrogen, familiaritzats amb estàndards nacionals i estrangers com GB/T 37244 (tecnologia de purificació d'hidrogen), ISO 14687 (qualitat d'hidrogen per a piles de combustible), ASME BPVC (recipients a pressió) i ASTM D6356 (assaig de rendiment de separació de membrana). Oferim un disseny personalitzat basat en les propietats del gas del client (concentració d'hidrogen, tipus d'impuresa, contingut d'humitat) i els requisits del producte (puresa, pressió, cabal): per als sistemes de gasos de-refineries, optimitzem la selecció de materials de membrana per resistir la corrosió del petroli i del sofre; per als sistemes de subministrament d'hidrogen de piles de combustible, dissenyem un mòdul de membrana dual-per aconseguir una puresa ultra-(superior o igual al 99,999%). Abandonem les plantilles estandarditzades i realitzem simulacions de processos detallades (mitjançant PRO/II) per a cada projecte per maximitzar la taxa de recuperació d'hidrogen i minimitzar el consum d'energia.
La nostra empresa implementa estrictament el sistema de gestió de qualitat ISO9001 al llarg de tot el cicle de vida del projecte, que inclou el disseny, l'adquisició, la fabricació i la posada en marxa. Durant la fase de disseny, els enginyers sèniors verifiquen el rendiment del mòdul de membrana, la caiguda de pressió i la compatibilitat dels materials mitjançant càlculs creuats i proves a escala de laboratori-; els components clau (mòduls de membrana, filtres, compressors) provenen de marques-conegudes (p. ex., mòduls de membrana Air Liquide, filtres Parker) i se sotmeten a una inspecció entrant d'acord amb les especificacions tècniques (p. ex., proves d'eficiència de separació de membranes, proves de resistència a la pressió dels mòduls). Durant la fabricació, la instal·lació del mòdul de membrana i la connexió de la canonada segueixen procediments operatius estandarditzats (SOP), amb totes les soldadures dels components-de coixinets de pressió sotmeses a proves no-destructives (UT, PT); els productes acabats se sotmeten a proves de funcionament contínues de 72-hores-verificant la puresa de l'hidrogen, la velocitat de recuperació i l'estabilitat de la pressió, per garantir que tots els indicadors compleixen els requisits de disseny.
Considerem la qualitat del producte com la línia de vida de l'empresa i estem compromesos a oferir sistemes de separació de membrana d'hidrogen d'alta{0}}fiabilitat. Cada sistema se sotmet a un control de qualitat multi-nivell: els mòduls de membrana utilitzen materials de polímers d'alt-rendiment amb una vida útil de 3-5 anys (en condicions de funcionament normals); els recipients a pressió i les canonades estan fets de materials resistents a la corrosió (acer inoxidable 316L per al servei d'hidrogen) amb una vida útil de disseny superior o igual a 15 anys; el temps mitjà entre avaries (MTBF) del sistema supera les 8.000 hores. Oferim documents complets de certificació de qualitat, inclosos informes de proves de rendiment de la membrana, informes de resistència a la corrosió del material i informes de prova de pressió del sistema, i ens assegurem que la taxa de qualificació de fàbrica dels productes sigui del 100%.
Un servei postvenda eficient-és crucial per garantir el subministrament continu d'hidrogen als clients. Quan rep una sol·licitud de servei, el nostre equip tècnic proporciona comentaris inicials en un termini de 8 hores (24 hores) per telèfon, correu electrònic o videoconferència-incloent-hi el diagnòstic de problemes (p. Per a problemes que es poden resoldre de forma remota (p. ex., ajust de paràmetres de pressió, guia de substitució del filtre), orientem els clients a resoldre problemes en un termini de 24 hores; per a les necessitats de manteniment-in situ (p. ex., substitució de mòduls de membrana, reparació de compressors), enviem enginyers amb experiència en sistemes d'hidrogen en un termini de 48 hores (nacional) o 72 hores (internacional) després de confirmar la demanda. També oferim serveis de manteniment preventiu periòdics (per exemple, proves trimestrals de rendiment de la membrana, inspecció anual de corrosió de canonades) i garanties de subministrament de recanvis per minimitzar el temps d'inactivitat de l'equip.
Els nostres sistemes de separació de membrana d'hidrogen són àmpliament reconeguts per les empreses líders en les indústries de refinació de petroli, química i energia d'hidrogen a causa de la seva alta eficiència, estabilitat i baix consum d'energia. Els clients típics inclouen la recuperació d'hidrogen de gas-de refineria, la purificació química d'hidrogen, el subministrament d'hidrogen de piles de combustible, la preparació industrial d'hidrogen d'alta-puresa.
La nostra empresa ofereix modes de cooperació flexibles per satisfer les diferents necessitats dels clients:
● Subministrament de projectes clau en mà: proporcionar serveis integrats des del disseny, la fabricació, la instal·lació fins a la posada en marxa, el lliurament d'una separació de membrana d'heli preparada-per-;
● Venda d'equips: veneu components bàsics (mòduls de membrana, filtres de pretractament, compressors d'hidrogen) per separat per als clients amb capacitats d'auto-instal·lació i integració;
● Servei d'operació i manteniment: dur a terme l'operació i el manteniment a llarg termini-del sistema, cobrant en funció del període de servei o de la capacitat de producció d'hidrogen;
● Servei de subministrament d'hidrogen: invertiu i opereu el sistema, veneu hidrogen d'alta{0}}puresa als clients en funció del consum real-reduint la pressió d'inversió inicial del client.
Comparació de diverses tecnologies de purificació d'hidrogen
|
Tecnologia de purificació d'hidrogen |
Principis bàsics |
Avantatges |
Escenaris aplicables |
|
Sistema de separació de membrana d'hidrogen |
Permeació selectiva d'hidrogen a través de membranes polimèriques sota diferència de pressió |
Baix consum d'energia, estructura compacta, inici ràpid{0}} |
Recuperació d'hidrogen-gas de refineria, purificació d'hidrogen industrial a escala mitjana-(concentració d'H₂ 30-90%) |
|
Adsorció de canvi de pressió (PSA) |
Els adsorbents sòlids (tamisos moleculars) adsorbeixen selectivament les impureses, amb canvi de pressió per a la regeneració |
Alta puresa d'hidrogen (més o igual al 99,999%), funcionament flexible |
Purificació d'hidrogen a -petita i gran escala (concentració d'H₂ 50-95%), subministrament d'hidrogen de pila de combustible |
|
Destil·lació criogènica |
Separació basada en la diferència de punt d'ebullició (H₂: -252,8 graus; impureses: punts d'ebullició més alts) mitjançant refrigeració a baixa temperatura |
Gran capacitat de processament, alta taxa de recuperació |
Producció d'hidrogen a ultra-gran-escala (p. ex., plantes de reforma de gas natural amb H₂ superior o igual al 90%) |
|
Absorció química |
Les impureses (per exemple, CO₂, H₂S) reaccionen amb dissolvents químics (amines, àlcalis) per eliminar-les. |
Alta eficiència d'eliminació d'impureses, adequada per a gasos d'alta -impuresa |
Purificació d'hidrogen amb alt contingut de gas àcid (per exemple, gas de gasificació de biomassa amb CO₂ superior o igual al 20%) |
|
Adsorció d'hidrur metàl·lic |
L'hidrogen és adsorbit per hidrurs metàl·lics (per exemple, LaNi₅) a baixa temperatura/alta pressió, desorbit a alta temperatura/baixa pressió |
Alta puresa d'hidrogen, bona seguretat |
Purificació d'hidrogen al lloc-a petita escala- (p. ex., laboratori, sistemes de piles de combustible petites) |
Etiquetes populars: separació de membrana d'hidrogen, fabricants de separació de membrana d'hidrogen de la Xina, proveïdors, fàbrica