Dispositivo di purificazione dell'idrogeno

L'apparecchiatura per la produzione di idrogeno con adsorbimento a pressione oscillante (PSA) è un dispositivo speciale per la purificazione dell'idrogeno a temperatura e pressione normali, basato sulla tecnologia di adsorbimento a pressione oscillante. Il suo principale vantaggio è che non richiede reazioni ad alta temperatura e alta pressione e può separare efficacemente l'idrogeno ad alta purezza solo attraverso i processi fisici di adsorbimento e desorbimento del gas di alimentazione, il che lo rende ampiamente adatto alle esigenze di purificazione di varie miscele di gas contenenti idrogeno. Il dispositivo utilizza miscele di gas contenenti idrogeno (come gas di sottoprodotti industriali contenenti idrogeno, gas naturale riformato, ecc.) come materia prima principale e il suo componente principale è uno speciale setaccio molecolare, modificato mediante uno speciale processo, con una capacità di adsorbimento selettivo estremamente elevata, che è anche il vettore chiave per la separazione di idrogeno, azoto e altri gas.

Il suo principio di separazione si basa principalmente su due differenze fondamentali: in primo luogo, la capacità di adsorbimento dei componenti gassosi sulla superficie del setaccio molecolare è diversa. Le molecole di idrogeno sono di piccole dimensioni e di debole polarità, quindi la loro capacità di adsorbimento sulla superficie del setaccio molecolare è estremamente bassa, mentre la capacità di adsorbimento delle molecole di impurità gassose come azoto e anidride carbonica è molto superiore a quella dell'idrogeno; in secondo luogo, esiste una differenza significativa nella velocità di diffusione tra idrogeno e azoto nel setaccio molecolare al carbonio. L'idrogeno diffonde più velocemente e può penetrare rapidamente nei pori del setaccio molecolare, mentre le impurità gassose diffondono lentamente e vengono facilmente adsorbite e trattenute dal setaccio molecolare. L'intero processo di separazione è controllato con precisione da un controllore logico programmabile (PLC). Attraverso l'apertura e la chiusura ordinate di valvole controllate da programma, le due fasi principali dell'adsorbimento per pressurizzazione - decompressione - desorbimento vengono realizzate ciclicamente: in condizioni di pressurizzazione, le impurità gassose vengono saldamente adsorbite dal setaccio molecolare e l'idrogeno attraversa il setaccio molecolare senza problemi per ottenere una purificazione preliminare; in condizioni di decompressione, le impurità gassose adsorbite vengono separate dalla superficie del setaccio molecolare e scaricate con il gas di coda, e il setaccio molecolare viene rigenerato e può essere riutilizzato per l'adsorbimento. Attraverso questa operazione ciclica, l'idrogeno che soddisfa il livello di purezza richiesto dal cliente viene prodotto in modo continuo e l'intero processo è ecologico e privo di inquinamento secondario.

Questa apparecchiatura per la produzione di idrogeno PSA è progettata interamente in base alle reali esigenze della produzione industriale, tenendo conto di efficienza, stabilità ed economicità. Le sue caratteristiche principali sono le seguenti:

1. Rapida velocità di avvio, in grado di fornire rapidamente idrogeno qualificato: l'apparecchiatura adotta un design integrato, che semplifica il processo di avvio e non richiede complesse fasi di preriscaldamento e messa in servizio. Dopo l'avvio, può completare il ciclo di adsorbimento e separazione in breve tempo e produrre rapidamente idrogeno con purezza qualificata e flusso stabile. Risolve efficacemente i problemi di avvio lento e lunghi cicli di attesa delle tradizionali apparecchiature di produzione di idrogeno ed è adatta a vari scenari, come la fornitura di idrogeno di emergenza e la produzione intermittente.

2. Funzionamento completamente automatico dell'apparecchiatura, che consente il funzionamento senza supervisione durante l'intero processo: dotato di un sistema di controllo PLC ad alta precisione e di un modulo di monitoraggio intelligente, è in grado di raccogliere i parametri operativi dell'apparecchiatura (pressione, portata, purezza dell'idrogeno, ecc.) in tempo reale e di completare automaticamente tutte le operazioni, come l'apertura e la chiusura delle valvole controllate dal programma, la commutazione dei cicli di adsorbimento-desorbimento e la rigenerazione del setaccio molecolare, senza intervento manuale. Allo stesso tempo, dispone di funzioni di allarme di guasto e spegnimento automatico, che riducono notevolmente l'intensità del funzionamento manuale, consentono di risparmiare sui costi di manodopera e migliorano la sicurezza della produzione.

3. Riempimento efficiente del setaccio molecolare, più stretto e denso, maggiore durata: adottando uno speciale processo di riempimento ad alta pressione, il setaccio molecolare viene riempito in modo uniforme e denso nella torre di adsorbimento, evitando efficacemente i problemi di allentamento, incrostazione e usura del setaccio molecolare tipici dei metodi di riempimento tradizionali e riducendone la perdita. Allo stesso tempo, è dotato di un dispositivo di protezione del setaccio molecolare, che può impedire ai gas di impurità di inquinare ed erodere il setaccio molecolare, prolungandone significativamente la durata e riducendo i costi di funzionamento e manutenzione dell'apparecchiatura e la frequenza di sostituzione dei materiali di consumo.

4. Pressione, purezza e flusso stabili e regolabili, per soddisfare le diverse esigenze dei clienti: in base alle esigenze di fornitura di idrogeno di diversi settori e processi produttivi, il dispositivo può regolare in modo flessibile la pressione, la purezza e il flusso dell'idrogeno in uscita. La purezza può essere regolata con precisione tra il 99% e il 99,9995%, la pressione è ≤ 1 MPa e il flusso copre 5 ~ 5000 Nm³/h. Non solo può soddisfare le esigenze di fornitura di idrogeno a basso flusso e ad alta purezza di piccoli laboratori e dell'industria elettronica di precisione, ma si adatta anche agli scenari di fornitura di idrogeno ad alto flusso e su larga scala dell'industria metallurgica e chimica su larga scala.

5. Struttura ragionevole, processo avanzato, sicurezza e stabilità, bassi investimenti in attrezzature e consumi energetici: l'adozione di una struttura modulare, un layout compatto e un ingombro ridotto ne facilitano l'installazione, lo smontaggio e la successiva trasformazione; il processo del ciclo di adsorbimento-desorbimento è ottimizzato, migliorando notevolmente il tasso di recupero dell'idrogeno e l'efficienza di separazione. Allo stesso tempo, l'apparecchiatura funziona a pressione moderata ed è dotata di un sistema di protezione di sicurezza completo, con un funzionamento stabile e affidabile e un basso tasso di guasti; rispetto ai tradizionali processi di produzione dell'idrogeno, non necessita di grandi consumi energetici per il riscaldamento e la pressurizzazione, e i costi di investimento e il consumo energetico operativo sono significativamente ridotti, con un impatto sia economico che ambientale.

Per garantire la stabilità operativa del dispositivo e la qualità dei prodotti a idrogeno, questa apparecchiatura per la produzione di idrogeno PSA è progettata e realizzata nel rigoroso rispetto degli standard del settore, con chiari indicatori tecnici fondamentali come segue:

Requisiti del gas di alimentazione: la pressione del gas di alimentazione deve essere controllata a 1,2 MPa per garantire il regolare svolgimento del processo di adsorbimento; il punto di rugiada in pressione è ≤ 10 ℃ per evitare che l'umidità influisca sull'effetto di adsorbimento del setaccio molecolare e sulla sicurezza operativa dell'apparecchiatura; il contenuto di olio è ≤ 0,003 mg/m³ per impedire che l'inquinamento da olio contamini il setaccio molecolare e blocchi la tubazione dell'apparecchiatura, garantendo il funzionamento stabile a lungo termine del dispositivo; il volume del gas di alimentazione può essere regolato in modo flessibile in base al volume e alla purezza dell'idrogeno richiesti, adattandosi alle esigenze di produzione di idrogeno di diversa purezza e portata, con forte compatibilità.

Indicatori dell'idrogeno prodotto: la pressione dell'idrogeno in uscita è ≤ 1 MPa, che può essere regolata in modo flessibile in base alle effettive esigenze dei clienti per soddisfare i requisiti di pressione di diversi processi di produzione; il punto di rugiada atmosferico è ≤ -70 ℃, il che riduce efficacemente il contenuto di umidità nell'idrogeno ed evita che l'umidità influisca sui successivi processi di produzione (come la ricottura di precisione, la produzione di componenti elettronici); la purezza copre il 99% ~ 99,9995%, che può essere regolata con precisione in base alle esigenze del settore per adattarsi a diversi standard di purezza; l'intervallo del volume di idrogeno è 5 ~ 5000 Nm³/h, coprendo scenari di fornitura di idrogeno di piccole, medie e grandi dimensioni e può realizzare una produzione su larga scala e standardizzata.

Grazie ai vantaggi di elevata efficienza, stabilità e flessibilità, questa apparecchiatura per la produzione di idrogeno PSA è ampiamente utilizzata in molti settori, come l'elettronica, la metallurgia, la meccanica e la metallurgia delle polveri, coprendo una varietà di processi produttivi fondamentali e fornendo idrogeno di alta qualità a vari settori. Gli scenari applicativi specifici sono i seguenti:

1. Industria elettronica:Viene utilizzato principalmente nei processi principali, come la diffusione nella produzione di silicio monocristallino e di circuiti integrati, nonché nella produzione e fabbricazione di diodi a emissione luminosa (LED) e display a cristalli liquidi LD. L'idrogeno ad alta purezza può essere utilizzato come gas protettivo e riducente, prevenendo efficacemente l'ossidazione e l'inquinamento dei componenti elettronici durante la produzione, migliorando la purezza e il tasso di qualificazione del prodotto e garantendo la stabilità delle prestazioni delle apparecchiature elettroniche.

2. Industria metallurgica:Viene utilizzato principalmente nei processi di ricottura intermedia e di ricottura del prodotto finito di nastri di rame e acciaio di precisione. Come gas protettivo, l'idrogeno può isolare l'aria durante il processo di ricottura, prevenire l'ossidazione e lo scolorimento della superficie dei nastri di rame e acciaio e, allo stesso tempo, migliorare la tenacità e la finitura dei materiali, garantendo che la qualità dei prodotti metallurgici di precisione soddisfi gli standard.

3. Industria meccanica:Viene utilizzato principalmente nel processo di ricottura di cuscinetti e vari componenti meccanici di precisione. Attraverso la ricottura protetta con idrogeno, è possibile eliminare le sollecitazioni interne generate durante la lavorazione dei componenti, migliorarne la durezza, la resistenza all'usura e la stabilità dimensionale, prolungarne la durata utile e ridurre la probabilità di guasti alle apparecchiature.

4. Industria della metallurgia delle polveri:Viene applicato nel processo di sinterizzazione della metallurgia delle polveri. L'idrogeno può essere utilizzato come gas riducente e gas protettivo. Nel processo di sinterizzazione ad alta temperatura, riduce le impurità di ossido nelle materie prime in polvere e, allo stesso tempo, previene l'ossidazione e l'agglomerazione dei prodotti finiti sinterizzati, migliorando la densità e le proprietà meccaniche dei prodotti di metallurgia delle polveri.

5. Industria di riduzione del tungsteno-molibdeno:È adatto per il processo di riduzione profonda dell'idrogeno in forni a quattro tubi, forni multitubolare e forni di riduzione. L'idrogeno ad alta purezza può ridurre completamente gli ossidi nelle materie prime di tungsteno e molibdeno per ottenere elementi di tungsteno e molibdeno ad alta purezza, soddisfacendo le esigenze di produzione di prodotti in tungsteno e molibdeno (come filo di tungsteno e lamiere di molibdeno).

6. Ricottura brillante dei metalli:Viene utilizzato nel processo di ricottura in bianco di piastre di precisione in acciaio inossidabile, tubi in acciaio inossidabile, tubi in acciaio al carbonio e piastre in acciaio al carbonio. Come gas protettivo, l'idrogeno può far sì che i materiali metallici mantengano una superficie liscia e priva di punti di ossidazione dopo la ricottura, senza successivi trattamenti di rettifica e lucidatura, riducendo i costi di produzione e migliorando l'aspetto e la qualità del prodotto.

7. Sinterizzazione della metallurgia delle polveri di acciaio inossidabile:Nel processo di sinterizzazione della metallurgia delle polveri di acciaio inossidabile, l'idrogeno può svolgere un ruolo protettivo, isolando l'aria per prevenire l'ossidazione della polvere di acciaio inossidabile e contribuendo allo stesso tempo a migliorare l'efficienza della sinterizzazione e la densità del prodotto finito, garantendo la resistenza alla corrosione e la resistenza meccanica dei prodotti di metallurgia delle polveri di acciaio inossidabile.