第一節(jié) 產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

一、氫氣純化技術(shù)

1、膜分離技術(shù)

膜分離法以選擇性透過膜為介質(zhì),在電位差,壓力差,濃度差等推動(dòng)力下,有選擇的透過膜，從而達(dá)到分離提純的目的。

1）鈀膜擴(kuò)散法

在一定溫度下、氫分子在鈀膜一側(cè)離解成氫原子,溶于鈀并擴(kuò)散到另一側(cè),然后結(jié)合成分子.經(jīng)一級(jí)分離可得到99.99-99.9999％純度的氫。

鈀合金純化工藝,對(duì)原料氣中的氧、水、重?zé)N硫化氫、烯烴等的含量要求很嚴(yán),氧會(huì)在鈀合金膜表面發(fā)生氫氧催化反應(yīng),反應(yīng)產(chǎn)的大量熱,使擴(kuò)散室中鈀合金膜局部過熱受損,水、硫化氫、烯烴、重?zé)N會(huì)使鈀合金表面重毒，氫氣進(jìn)入鈀膜之前,氧降至0.1PPｍ,水和其它雜質(zhì)量降到１ＰＰｍ以下，鈀膜的滲透壓力,通常膜前1.4一3.45Mpa,膜后壓力448一690Kpa。由于鈀屬于貴金屬、本法只適于較小規(guī)模且對(duì)氫氣純度要求很高的場合使用。

2）有機(jī)中空纖維膜擴(kuò)散法

有聚砜、聚酰亞胺，聚碳酸酯等，中空維維膜分離回收氫裝置應(yīng)用的最廣，從合成氨弛放氣，甲醇廠放空氣和石油煉制過程的各種尾氣。采用有機(jī)中空纖維膜分離工藝，可以利用放空尾氣的自身壓力，以膜兩側(cè)的分壓差為推動(dòng)力。

氨廠尾氣引入膜組件之前，必須作脫氨處理。氨含量降至200PPm以下，防止膜被氨溶脹而損壞。

2、低溫分離

1）低溫冷疑

基于氫與其它氣體沸點(diǎn)差異大的原理,在操作溫度下,使除氫以外所有高沸點(diǎn)組分冷凝為液體的分離方法。適合氫含量30-80%的原料氣回收氫，產(chǎn)氫純度90-98%.

2）低溫吸附

從電解氫或純度為99.9%的工業(yè)原料氫氣,可以制取純度為99.999-99.9999%的高純氫和超純氫。一般用兩塔流,一塔吸附,另一塔再生、周期定時(shí)切換,連續(xù)工作。

3、變壓吸附

工藝流程簡單自動(dòng)化程度高,操作維修費(fèi)用低,產(chǎn)品純度可調(diào)性強(qiáng)。一次分離同時(shí)除去多種雜質(zhì)組分的特優(yōu)點(diǎn)。

變壓吸附（PSA）技術(shù)是以特定的吸附劑(多孔固體物質(zhì))內(nèi)部表面對(duì)氣體分子的物理吸附為基礎(chǔ)，利用吸附劑在相同壓力下易吸附高沸點(diǎn)組分、不易吸附低沸點(diǎn)組分和高壓下吸附量增加、低壓下吸附量減少的特性，將原料氣在一定壓力下通過吸附床，相對(duì)于氫的高沸點(diǎn)雜質(zhì)組分被選擇性吸附，低沸點(diǎn)的氫氣不易被吸附而穿過吸附床，達(dá)到氫和雜質(zhì)組分的分離。氫氣提純采用四塔二均工藝。

4、金屬氫化物法、生產(chǎn)純度99.999%高純氫

利用貯氫合金對(duì)氫的選擇性,生成金屬氫化物,氫中的其它雜質(zhì)濃縮于氫化物之外,隨著廢氣排出金屬氫化物分離放出氫氣.從而使氫氣純化.常用兩個(gè)四個(gè)聯(lián)合起來連續(xù)工作。

工藝上包括吸氫和放氫,低溫高壓吸氫.、高溫低壓放氫

5、催化脫氧法

用鈀或鉑作催化劑,氧和氫反應(yīng)生成水,用分子篩干燥脫水,特別適用于電解氫的脫氧純化,可制得純度為99.999%的高純氫。

6、聯(lián)合工藝

將合種純化手段結(jié)合,如PSA一低溫吸附,PSA一膜分離。

二、氬氣純化技術(shù)

用非蒸散型鋯鋁16吸氣劑及分子篩為凈化劑。在一定的溫度下，吸氣劑可與氬氣中的微量雜質(zhì)O2、N2、H2、H2O、CO、CH4等等形成穩(wěn)定的化合物或固溶體，對(duì)氬氣精制。

1、脫氮脫氮時(shí),有時(shí)伴著脫氧，用金屬吸氣劑吸收。金屬吸氣劑有鈣、鈦、鈾和鋯鋁16。

用金屬鈣做吸氣劑,同時(shí)吸收氮和氧,反應(yīng)溫度650-680℃,出口雜質(zhì)20-50PPm

用鈦，鋯鋁16可以同時(shí)吸收氧、氮、氫，水蒸氣,一氧化碳,二氧化碳和烴

2、脫氧

用化學(xué)法脫氧,常用的脫氧劑有氧化錳和Ag-X分子篩，用氧化錳吸收氧,工作溫度150℃,氧脫除到２PPm，常溫用Ag-X分子篩脫氧,氧脫除到3PPm

3、脫氫

脫除氫用氧化銅和Pd-X分子篩

用氧化銅脫除氫,反應(yīng)溫度350-400℃,氫氣脫到0.1PPm。

用Pd-X分子篩脫除氫,反應(yīng)溫度350-400℃,氫氣脫到１PPm。

4碳化物的脫除,

用金屬劑鋯鋁１６在脫碳的同時(shí),一次性脫除一氧化碳,二氧化碳,和烴類.,可達(dá)1PPm。

第二節(jié) 產(chǎn)品工藝特點(diǎn)或流程

節(jié)能型氮?dú)饧兓?技術(shù)工藝 流程：

1、往普氮中加人適量的氫氣，在加氫脫氧催化劑作用下，氧雜質(zhì)和氫氣在加氫脫氧塔中發(fā)生反應(yīng)生成水，脫除大部分(或全部)氧雜質(zhì)。

2、在精脫氧(或脫氫塔)中除去殘余氧(或過量的氫氣)。

最后在干燥塔中除去水和二氧化碳，過濾得純凈氮?dú)狻?/span>

在精脫氧(脫氫)塔中使用金屬氧化物脫氧(或脫氫)劑，其脫氧工作原理為:低價(jià)金屬氧化物(或金屬)十Oz——高價(jià)金屬氧化物。脫氫工作原理為：

高價(jià)金屬氧化物+H——低價(jià)金屬氧化物(或金屬)+H2O

由于脫氧(或脫氫)劑中金屬氧化物是有限的，因此，當(dāng)脫氧(或脫氫)達(dá)到“極限”時(shí)必須再生，恢復(fù)脫氧(脫氫)能力，再次使用。流程中設(shè)置兩個(gè)精脫氧(或脫氫)塔，一塔工作另一塔再生，以便連續(xù)生產(chǎn)。再生處理是在常壓通氫(或通氧)氣進(jìn)行，同時(shí)伴隨著大量放熱。這樣脫氧劑每天至少遭受一次壓力、溫度、流量大幅度波動(dòng)的再生操作，對(duì)其使用壽命(強(qiáng)度和活性)會(huì)造成很不利的影響;同時(shí)，再生操作還要排放約10%成品氣量的再生氣，造成很大的耗費(fèi)。節(jié)能型氮?dú)饧兓に嚰夹g(shù)成功地解決了上述氣體純化工藝中的缺陷，不僅節(jié)省大量能耗，大大降低生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行成本，而且提高了產(chǎn)品氣體的品質(zhì)。

第三節(jié) 國內(nèi)外技術(shù)未來發(fā)展趨勢 分析

與國產(chǎn)大型空分設(shè)備相比，小型空分設(shè)備的技術(shù)進(jìn)步要慢的多。這是因?yàn)樵诩夹g(shù)力量雄厚的杭氧、川空、開空三個(gè)大廠里，重視的是大型空分設(shè)備，對(duì)小型空分設(shè)備投入的力量很少。而在以小型空分設(shè)備的設(shè)計(jì)生產(chǎn)為主的幾個(gè)空分設(shè)備生產(chǎn)廠家中，技術(shù)力量又縣得不足。另外一個(gè)重要原因是：大鍋飯的分配機(jī)制壓抑、扼殺了科技人員的創(chuàng)新和探索精神。因此從80年代開始的小型空分設(shè)備的變型改變，變來變?nèi)タ偸亲卟怀鲈瓉淼目蚩?，雖然技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有所改善，但進(jìn)步不大。



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