Zeoliet moleculaire zeven spelen een cruciale rol in het PSA-waterstofproductieproces (Pressure Swing Adsorption), en hun selectieve adsorptie-eigenschappen zijn de sleutel tot het bereiken van efficiënte waterstofzuivering. PSA-waterstofproductie is een fysisch adsorptieproces, het is een proces van gasscheiding dat gebruik maakt van de verschillende adsorptiecapaciteiten van verschillende gassen op het moleculaire zeefadsorbens.
Hoe verloopt het proces van waterstofzuivering?
Omdat waterstof in veel industriële en energiesectoren wordt toegepast, vooral in de brandstofcellen en de elektronica-industrie, worden er extreem strenge eisen gesteld; alleen waterstof met een hoge zuiverheid kan aan deze eisen voldoen.
Maar de uit grondstoffen geproduceerde waterstof bevat vaak waterdamp en onzuiverheden zoals koolmonoxide, kooldioxide, methaan, stikstofgas en sulfiden. Dit water en deze onzuiverheden kunnen katalysatoren vergiftigen, de reactie-efficiëntie verminderen, apparatuur aantasten en veiligheidsrisico's met zich meebrengen. Daarom zijn de processen die verband houden met waterstofzuivering vooral gericht op het drogen en verwijderen van onzuiverheden.
PSA-waterstofproductie en -zuivering
PSA-waterstofproductie is een van de meest gebruikte waterstofzuiveringsprocessen in de industrie. Het is met name geschikt voor het zuiveren van waterstof-dat gemengde gassen bevat, zoals cokesovengas en syngas (reforming van aardgas, kolenvergassing).
PSA-waterstofzuivering maakt gebruik van de differentiële selectieve adsorptiemogelijkheden van moleculaire zeven onder hoge druk om waterstof van het gemengde gas te scheiden. Dankzij de uniforme poriegroottes van moleculaire zeven kunnen ze kleinere onzuiverheidsmoleculen opvangen en grotere waterstofmoleculen vrijgeven.
Dit mechanisme voor het uitsluiten van de grootte- zorgt voor een effectieve verwijdering van water en onzuiverheden, waardoor ultra-zuivere waterstof wordt geproduceerd die geschikt is voor kritische toepassingen. En moleculaire zeolietzeven zijn een hoeksteen in dit proces geworden.
Onder hoge druk worden onzuiverheden geadsorbeerd, terwijl waterstof er doorheen gaat. Onder lage druk/vacuüm desorberen (regenereren) de moleculaire zeven, waarbij onzuiverheden vrijkomen. Door periodiek de druk te veranderen kan continu waterstof met een hoge zuiverheid worden verkregen.
Moleculaire zeven voor waterstofzuivering
Voorbehandeling van inlaatlucht-: Voordat de gemengde gasstroom (die waterstof, waterdamp, koolmonoxide, kooldioxide, methaan, stikstofgas, enz. bevat) het PSA-systeem binnengaat, zijn moleculaire zeolietzeven van het type 3A of 4A (of geactiveerd aluminiumoxide) vereist om eerst water te verwijderen.
Hogedrukadsorptie: Onzuiverheden (zoals koolmonoxide, kooldioxide, methaan, stikstofgas, enz.) kunnen worden geadsorbeerd door zeolietmoleculaire zeven van het type 5A, en soms kunnen zeolietmoleculaire zeven van het type 13X ook in combinatie worden gebruikt.
