制氢三剂性能及种类
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第五章制氢催化剂的性质和使用制氢过程使用的催化剂有如下几种:(1)钴——钼加氢转化脱硫催化剂;(2)脱氯催化剂;(3)氧化锌脱硫剂;(4)烃类——水蒸汽转化催化剂;(5)中温变换催化剂;(6)低温变换催化剂;(7)甲烷化催化剂;(8)吸附剂。
这些催化剂的使用条件非常苛刻,为了使装置实现安稳长满优生产,确保经济、合理、高效的生产目的,必须严格控制原料杂质的浓度,以避免杂质对催化剂的损害。
制氢所使用的原料一般都是轻油,近年一些装置掺用部份炼厂干气制氢,这些制氢原料中通常含有的对制氢催化剂有影响的杂质是硫、氯、有机金属化合物。
硫对含镍的转化催化剂和甲烷化催化剂,对含铜的低温变换催化剂都会造成毒害,一般转化炉入口原料中硫含量要求小于0.5ppm。
硫中毒会使转化炉管产生“热带”,也会促使出口气体甲烷含量增高。
氯离子具有很高的迁移性,可随工艺气流迁移,对下游催化剂及设备造成威胁。
许多合金钢受氯侵蚀后产生应力腐蚀,氯的侵蚀导致许多换热器破裂。
氯会导致转化催化剂失活,对铜系低温变换催化剂的影响更大,氯与铜形成的新物质的熔点很低,易升华又易熔于水,在低变工艺条件下,这些氯化合物可以穿透整个床层。
一般要求原料中含氯应低于5 ppb。
有机金属化合物会沉积在加氢脱硫及转化催化剂表面,导致催化剂活性的永久性衰退,一般要求原料中重金属含量应低于5ppb。
5.1加氢转化催化剂制氢原料中含有不同数量的有机硫和无机硫,这些硫化物的存在,会增加原料气体对设备的腐蚀,尤其重要的是制氢过程所使用的含镍、含铜的催化剂极容易被硫中毒,失去活性,严重影响生产的顺利进行。
但是,有机硫化物性能稳定,不容易被脱除,只有在加氢催化剂的作用下,与氢气反应将有机硫转化生成硫化氢,才能被脱除。
传统加氢转化催剂的主要成份是υ-Al2O3担载的C O O和M O O3,即钴——钼加氢转化催化剂,近年来北京海顺德催化剂有限公司生产的加氢催化剂的载体改用钛的氧化物,这种催化剂也取得一定的实用业绩。
制氢催化剂是一种用于促进氢气生成反应的催化剂,它可以提高氢气生成反应的速率和效率。
以下是一些常见的制氢催化剂:
1.铂族金属催化剂:铂族金属催化剂,如铂、钯和铑等,是最常用的制氢催化剂。
它们具有良好的催化活性和稳定性,能够在相对较低的温度下促进氢气生成反应。
2.过渡金属催化剂:一些过渡金属,如镍、钼和钛等,也被广泛应用于制氢催化剂中。
这些过渡金属催化剂在某些反应条件下具有较高的催化活性,同时相对较低的成本。
3.合金催化剂:合金催化剂是由两种或多种金属组成的催化剂,它们通常具有更高的催化活性和稳定性。
常用的合金催化剂包括镍铂合金、铝镍合金等。
4.有机催化剂:有机物催化剂也可以用于制氢反应,例如氨基酸盐、有机聚合物等。
这些有机催化剂通常比无机催化剂更具有选择性和活性。
制氢催化剂的选择取决于制氢反应的条件和要求,如温度、压力、反应物种类和浓度等。
不同的制氢技术和应用领域可能需要不同类型的催化剂。
在实际应用中,需要通过实验和测试来确定最适合的制氢催化剂。
制氢三剂性能及种类制氢三剂性能及种类制氢过程使用的催化剂有:钴-钼加氢脱硫催化剂、脱氯催化剂、氧化锌脱硫剂、烃类-水蒸汽转化催化剂、中温变换催化剂、低温变换催化剂。
还有PSA吸附剂及磷酸三钠化学助剂。
1.1 钴-钼加氢转化催化剂1.1.1 作用制氢原料中含有不同数量的有机硫和无机硫,这些硫化物的存在,会增加原料气体对设备的腐蚀,尤其重要的是制氢过程所使用的含镍、含铜的催化剂极容易被硫中毒,失去活性,严重影响生产的顺利进行。
但是,有机硫化物性能稳定,不容易被脱除,只有在钴-钼催化剂的作用下,与氢气快速反应生成硫化氢,才能被脱除。
1.1.2 特点钴-钼加氢转化催化剂必须在有氢气存在的条件下,才能将有机硫转化无机硫,否则,将无法起作用。
1.1.3 物理化学特性(T205)外观:灰蓝色条状物几何尺寸:Φ3~3.5×3~10mm堆密度:0.65~0.8kg/L比表面:180~220m2/g1.1.4 化学组成C O O:2~4%M O O3:10~13%载体:TiO2、AL2O31.2 氧化锌脱硫剂(T306)1.2.1 作用氧化锌与硫化氢作用生成难于解离的硫化锌,以此脱除制氢原料气中的硫化氢,一般用于精脱硫过程。
1.2.2 特点氧化锌脱硫剂能脱除无机硫和一些简单的有机硫,硫容较高,能使原料中的硫含量降至0.2~0.02×10-6。
反应温度范围较宽(180~400℃),是一种比较理想的脱硫剂,在较高温度(350~400℃)条件下使用效果更好。
1.2.3 物理化学特性外观:白色条状几何尺寸:Φ5mm×5~10堆密度: 1.16kg/L比表面:45.88m2/g总孔容积:0.28ml/g穿透硫容:>10%1.2.4 化学组成ZnO:≥ 85%1.3 烃类-水蒸汽转化催化剂(Z402、Z405)1.3.1 作用在高温的条件下,烃类和水蒸汽在转化催化剂的作用下,烃类发生裂解,生成甲烷、氢气、一氧化碳和二氧化碳。
制氢技术综述&制氢技术路线选择一、工业制氢技术综述1. 工业制氢方案工业制氢方案很多,主要有以下几类:(1)化石燃料制氢:天然气制氢、煤炭制氢等。
(2)富氢气体制氢:合成氨生产尾气制氢、炼油厂回收富氢气体制氢、氯碱厂回收副产氢制氢、焦炉煤气中氢的回收利用等。
(3)甲醇制氢:甲醇分解制氢、甲醇水蒸汽重整制氢、甲醇部分氧化制氢、甲醇转化制氢。
(4)水解制氢:电解水、碱性电解、聚合电解质薄膜电解?、高温电解、光电解、生物光解、热化学水解。
(5)生物质制氢。
(6)生物制氢。
2. 工业制氢方案对比选择(1)煤炭制氢制取过程比天然气制氢复杂,得到的氢气成本也高。
(2)由于生物制氢、生物质制氢和富氢气体制氢等方法制取的氢气杂质含量高、纯度较低,不能达到GT等技术提供商的氢气纯度要求。
(3)国内多晶硅绝大多数都采用的是水电解制氢,只有中能用的是天然气制氢,而国外应用的更多是甲醇制氢,因此,我们重点选择以下三类方案进行对比:(A)天然气制氢(B)甲醇制氢(C)水电解制氢3.(1) 天然气部分氧化制氢因需要大量纯氧增加了昂贵的空分装置投资和制氧成本。
(2) 天然气自热重整制氢由于自热重整反应器中强放热反应和强吸热反应分步进行,因此反应器仍需耐高温的不修锈钢管做反应器,这就使得天然气自热重整反应过程具有装置投资高,生产能力低的特点。
(3) 天然气绝热转化制氢大部分原料反应本质为部分氧化反应。
(4) 天然气高温裂解制氢其关键问题是,所产生的碳能够具有特定的重要用途和广阔的市场前景。
否则,若大量氢所副产的碳不能得到很好应用,必将限制其规模的扩大。
(5)天然气水蒸汽重整制氢,该工艺连续运行,设备紧凑,单系列能力较大,原料费用较低。
因此选用天然气水蒸汽重整制氢进行方案对比。
4. 甲醇制氢(1)甲醇分解制氢,该反应是合成气制甲醇的逆反应,在低温时会产生少量的二甲醚。
(2)甲醇水蒸汽重整制氢,是甲醇制氢法中氢含量最高的反应这种装置已经广泛使用于航空航天、精细化工、制药、小型石化、特种玻璃、特种钢铁等行业。
制氢材料的研究与开发随着人们对环境污染和气候变化日益关注,发展可再生能源已成为不容忽视的任务。
其中,氢能作为一种清洁能源,因其燃烧产生的唯一排放物是水而备受瞩目。
而实现氢能的产业化需要制备高性能、稳定、经济的制氢材料,这就需要对制氢材料进行深入研究与开发。
一、制氢材料的分类制氢材料主要有金属催化剂、氧化物催化剂以及非催化剂三种类型。
其中,金属催化剂包括铂系、镍系和钯系等;氧化物催化剂主要有过渡金属氧化物、稀土氧化物和贵金属氧化物等;非催化剂则是结构上为膜状或纳米级的材料。
目前,金属催化剂是最常用的制氢材料之一,其性能稳定性高、反应速度快、原料来源广泛。
金属催化剂不仅能催化可再生能源的制氢反应,还可应用于化工、制药、生物学、食品加工等领域。
二、金属催化剂的研究与开发金属催化剂的种类繁多,其中铂系催化剂已被广泛研究,尤其是铂基合金和氧化铂,对其进行改性,可得到更高性能的催化剂。
比如,将铂基合金与金纳米粒子复合,可以有效提高催化剂对甲烷转化为氢气的催化活性和稳定性。
此外,钯系催化剂作为铂系催化剂的替代品也已成为研究热点之一。
钯系催化剂不仅具有与铂系催化剂相似的催化性能,而且显著降低了制氢成本。
例如,钯基合金在不同的工作条件下都表现出良好的催化稳定性和高产氢活性,为其在制氢领域中的广泛应用提供了有力的支持。
三、非催化剂的研究与开发非催化剂由于其稳定性高、废物处理简单等特点,在制氢领域中也越来越受到研究的重视。
例如,通过挑选合适的前驱物和优化制备条件,可制备出具有高活性、高选择性和长时间的烷基碳氢化合物直接脱氢制氢的非催化剂。
近年来,还探索出了多种新型制氢材料,例如边缘化合物和过渡金属铁氮酰化合物等,具有催化活性高、稳定性优、选择性高等特点,已成为未来制氢领域的重要方向。
四、发展前景制氢材料的研究和开发在能源转型、实现绿色能源的机遇和挑战中具有极为重要的意义。
未来的研究方向将不仅注重提高制氢催化剂和非催化剂的制氢效率和稳定性,还要注重研究新型制氢材料及其制备方法。
第三部分制氢催化剂一、甲醇重整制氢催化剂SCST-401甲醇水蒸气重整制氢催化剂主要用于甲醇和水发生重整、变换反应,甲醇和水蒸气反应生成H2、CO2、极少量的CO和CH4和甲醚,以制取所需要的氢气。
主要反应如下:CH3OH+H2O=CO2+3H2+49.5kJ/molCH3OH=CO+2H2+90.7kJ/molCO+H2O=CO2+H2+41.19kJ/mol2CH3OH=CH3OCH3+H2O-24.9kJ/molCO+3H2=CH4+H2O-206.3kJ/mol产品技术指标也可根据用户需要提供其他尺寸或形状的催化剂。
应用领域炼油、冶金、医药、染料、气体、玻璃等行业各种甲醇水蒸汽反应制氢气装置。
催化剂特性单程转化率高,水洗塔浓度初期为0,末期小于5%;反应温度低,节约能耗,节约导热油的热量和延长导热油寿命;副反应少,不易结蜡,出口气中甲烷、甲醚、一氧化碳含量更低;强度高,抗水性能好,不易粉化,运行阻力低;较高的活性组分,逐步替代高于山东某公司生产的催化剂。
包装储运催化剂成品用内衬塑料袋的塑料桶或铁桶包装,在运输、储存过程中必须防潮、防火、防倒立和严禁化学污染,搬运时严禁滚动或撞击;露天存放时,底部垫枕木,上面加盖帆布防雨;也可根据用户需要用吨袋包装。
部分使用业绩出口:南亚、中东、欧洲、美洲二、甲醇裂解制氢催化剂SCST-402重整制氢催化剂主要用于甲醇发生裂解或者添加少量水进行重整变换反应,转化为H2、CO2、CO和少量CH4和甲醚,以制取所需要的H2和CO。
主要反应如下:CH3OH+H2O=CO2+3H2+49.5kJ/molCH3OH=CO+2H2+90.7kJ/molCO+H2O=CO2+H2+41.19kJ/mol2CH3OH=CH3OCH3+H2O-24.9kJ/molCO+3H2=CH4+H2O -206.3kJ/mol主要物化性质型号SCST-402r夕卜观黑色圆柱体规格54〜652.5〜3.5mm 抗压碎强度200/m 堆密度 1.30±0.05主要组分Cu-Zn-Al2O3-助剂等主要使用条件操作液空速 1.0-1压力5使用温度220℃~290℃(根据压力制定适宜的操作温度)原料气中毒物含量总硫0.1m,氯含量1m产品技术指标应用领域甲醇直接裂解制氢气、一氧化碳装置;甲醇加部分水蒸汽制氢气、一氧化碳装置。
氢点火催化剂
氢点火催化剂是氢气和氧气在反应过程中的催化剂,能够促进氢气和氧气的电化学反应。
在催化剂的作用下,氢氧化反应会快速进行,产生足够的电能,为氢燃料电池的运行提供动力。
氢燃料电池催化剂主要分为以下类型:
贵金属催化剂:如铂(Pt)和钌等金属制成的催化剂,具有高催化活性和长寿命的特点。
然而,贵金属价格昂贵,且我国的储存量短缺,这限制了其在燃料电池大规模商业化中的应用。
非贵金属催化剂:一种新型的氢燃料电池催化剂,主要使用碳材料、氧化物、氮化物等非贵金属物质制成。
与贵金属催化剂相比,非贵金属催化剂具有低成本、稳定性好等优点,但催化效率较低。
有机金属催化剂:用有机金属化合物制备而成,具有耐久性好、催化效率高等优点。
然而,由于它们的结构不稳定,目前尚未广泛应用。
请注意,选择适合的氢点火催化剂需要考虑多种因素,包括催化剂的活性、稳定性、成本以及环境因素等。
在实际应用中,需要根据具体的使用场景和需求来选择合适的催化剂。
制氢装置工艺原理催化剂及助剂制氢过程可分为几个反应步骤:钴-钼加氢脱硫反应、脱氯反应、氧化锌脱硫反应、烃类-水蒸汽转化反应、一氧化碳变换反应及氢气提纯部分(本装置用PSA)。
为了分离出部分加氢干气中的氢气,在干气压缩机与加氢加热炉之间增加膜分离单元。
1 钴─钼加氢脱硫反应1.1 反应原理制氢原料油、气中含有各种有机硫,在一定的温度(一般为260~400℃)及有H2存在的条件下,钴─钼加氢脱硫催化剂能使有机硫转化成无机硫,无机硫再由其它脱硫剂(如ZnO)吸收,原料中含有的烯烃也能被加氢饱和,有机氯化物被加氢生成HCL。
反应式如下:(1)硫醇加氢反应式:R-SH +H2→ RH +H2S(2)二硫醚加氢反应式:R-S-S-R'+3H2→ RH +2H2S +R'H(3)硫醚加氢反应式:2R-S-R'H +5H2→ 2RH +2R'H2+2H2S(4) 二硫化碳加氢反应式:CS2+4H2→ CH4+2H2S(5) 硫氧化碳加氢反应式:COS +H2→ H2S +CO(6) 烯烃加氢反应式:RCH=CHR' +H2→ RCH2-CH2R'(7) 有机氯化物加氢反应式:R-CL +H2→ R-H +HCL(反应式中:R、R’代表烷基)1.2 影响因素(1)温度钴-钼催化剂进行加氢脱硫时,操作温度通常控制在260~400℃范围内,当温度低于220℃,加氢效果明显下降,温度高于420℃以上催化剂表面聚合和结碳现象增加。
(2)压力由于有机硫化物在轻油中的含量不高,故压力对氢解反应影响不大,压力由整个工艺流程的要求决定,通常控制在3.0~4.0MPa。
(3)空速单位时间(h),通过单位催化剂体积(m3)的气体(折合为标准状态下)体积数量,称为空速,单位为m3/h.m3,可简写为h-1。
有些反应,水蒸汽参与反应过程,但计算空速时不计算水蒸汽的体积,这时的空速称为干气空速。
在天然气、煤、石油和生物质制氢过程中,催化剂都起到了重要的作用。
以下将介绍这些领域中常见的制氢催化剂:天然气制氢:在天然气制氢过程中,催化剂通常采用镍基催化剂。
这种催化剂以镍为主要活性组分,同时添加一些其他元素(如钴、钼等)以提高其活性和选择性。
在高温和高压条件下,天然气在催化剂的作用下与水蒸气反应,生成氢气和一氧化碳。
煤制氢:煤制氢是指利用煤作为原料,通过化学反应将其转化为氢气。
在这个过程中,催化剂(如铁、钴、镍等)的作用至关重要。
这些催化剂能够促进煤的分解和转化为氢气,同时减少其他副产物的生成。
石油制氢:石油制氢是指利用石油作为原料,通过裂解反应将其转化为氢气。
在这个过程中,催化剂(如镍基催化剂、铂基催化剂等)的作用至关重要。
这些催化剂能够促进裂解反应的进行,同时提高氢气的选择性。
生物质制氢:生物质制氢是指利用生物质(如植物废弃物、动物废弃物等)作为原料,通过生物发酵或热解反应将其转化为氢气。
在这个过程中,催化剂(如生物酶、金属氧化物等)的作用至关重要。
这些催化剂能够促进生物质的分解和转化为氢气,同时提高氢气的选择性。
总之,在天然气、煤、石油和生物质制氢过程中,催化剂都起到了重要的作用。
不同的原料和工艺需要不同的催化剂类型和组成,因此选择合适的催化剂是实现高效、低成本制氢的关键之一。
海水电解制氢气催化剂引言海水电解制氢气是一种可持续发展的能源生产方式,可以利用海水中的水分解产生氢气,而不需要使用非可再生能源。
然而,这一过程需要高效的催化剂来降低能量消耗和提高氢气产率。
本文将探讨海水电解制氢气催化剂的研究进展,包括其原理、材料选择和性能优化等方面。
催化剂原理海水电解制氢气的关键在于催化剂的选择和设计。
催化剂可以在低温下促进水的分解反应,从而产生氢气和氧气。
常用的海水电解制氢气催化剂有铂、钯和镍等金属催化剂,以及氧化物、硫化物和氮化物等非金属催化剂。
这些催化剂可以通过吸附和催化活化水分子,降低水分解的活化能,提高反应速率。
催化剂材料选择在选择海水电解制氢气催化剂材料时,需要考虑其催化活性、稳定性和成本等因素。
铂和钯等贵金属催化剂具有较高的催化活性,但成本较高。
因此,研究人员正在寻找更经济高效的替代材料。
氧化物催化剂如钨酸盐和钛酸盐具有良好的稳定性和催化活性,但其活性较低。
硫化物和氮化物催化剂具有较高的催化活性,但在长期使用和高温条件下容易失活。
因此,需要综合考虑各种因素,选择合适的催化剂材料。
催化剂性能优化为了提高海水电解制氢气催化剂的性能,研究人员采取了多种方法进行优化。
一方面,可以通过调控催化剂的形貌和结构来提高其催化活性。
例如,可以制备纳米颗粒、薄膜或多孔结构的催化剂,增加其比表面积,提高反应活性。
另一方面,可以通过合金化、掺杂或表面修饰等手段来改善催化剂的稳定性和选择性。
这些方法可以调节催化剂的电子结构和表面活性位点,提高其对水分解反应的催化效率。
催化剂应用前景海水电解制氢气催化剂具有广阔的应用前景。
首先,海水电解制氢气可以利用海水这一丰富的资源,减少对淡水资源的需求。
其次,制备的氢气可以作为清洁能源用于燃料电池、发动机等设备中,实现零排放的能源转换。
此外,海水电解制氢气还可以应用于储能领域,将多余的电能转化为氢气储存起来,以供应急和间歇性能源需求。
结论海水电解制氢气催化剂是一项具有重要意义的研究课题。
重庆华峰化工“三剂”管理办法第一章总则第一条为完善“三剂”管理体系,实现重庆华峰化工有限公司(以下简称公司)“三剂”的低耗高效,确保装置平稳运行,特制定本办法。
第二条“三剂”包括化工生产需用的催化剂、溶助剂和添加剂。
第三条“三剂”技术确认的归口管理部门是生产技术部,负责行使正常生产中所用“三剂”的计划管理、消耗考核管理、组织对外交流、技术协议的签订、试用管理等职能。
第二章计划管理及合同审批第四条各装置按需求填写“华峰化工三剂需求计划表”(附件2),经装置经理审核后交生产技术部,经公司领导审批,然后提交至采购部进行采购。
验收无问题后填写“入库验收单”(附件3),由生产技术部保留原件,采购部留一份复印件。
第五条各装置不得进行无计划私自采购,确因生产急需的“三剂”,经部门经理及公司领导同意后,由采购部进行特殊办理,同时装置要在5个工作日内补报三剂需求计划表。
第六条各装置为解决生产技术问题发生的新“三剂”,需向生产技术部书面说明需用原因及技术指标。
申请需经部门经理签字,由生产技术部组织交流并签订技术协议。
第七条在编报各类“三剂”需用计划时,要充分考虑“三剂”的对外交流、加工制造周期,对加工周期较长及需要办证或备案的“三剂”,各装置要提前上报需用计划。
第八条采购部要依据生产要求及技术指标进行采购,保证所采购的“三剂”满足生产要求。
第九条对于提供的售后服务不同、使用效果有差异的“三剂”品种,由生产技术部组织技术评标工作,采取技术、商务标相结合的方式订货;对于通过调整定期消耗量能达到相同效果的“三剂”,使用装置要向生产技术部提供不同资源市场成员间定期消耗比例的书面说明,经部门经理签字,生产技术部确认后,由采购部根据定期消耗金额情况进行招标采购。
第三章试用及资源市场管理第十条对于达到一定技术指标即可满足我公司生产实际需要的“三剂”品种,经生产技术部、使用装置和质检中心对样品进行分析评价合格后可直接加入公司资源市场。
氢能催化剂氢能催化剂是指在氢能领域中起到催化作用的物质。
随着全球对可再生能源的需求不断增加,氢能作为一种清洁、高效的能源形式备受关注。
而氢能催化剂则是氢能技术中的关键组成部分,能够加速氢气的产生、转化和利用过程,提高氢能的效率和可持续性。
氢能催化剂可以分为多种类型,常见的包括金属催化剂、金属氧化物催化剂、有机催化剂等。
这些催化剂通过吸附、解离和再组合等反应机制,促进氢气的产生和利用。
在氢能生产中,催化剂可以用于水电解、甲烷重整、氨合成等反应过程;在氢能利用中,催化剂可以用于燃料电池、氢气燃烧等能源转换系统。
金属催化剂是氢能催化剂中应用最广泛的一类。
常见的金属催化剂包括铂、钯、镍等。
这些金属具有良好的催化活性和稳定性,能够加速氢气的产生和转化反应。
例如,在水电解过程中,铂催化剂可以促进水的电解反应,将水分解为氢气和氧气。
而在燃料电池中,铂催化剂则能够加速氢气和氧气的反应,产生电能。
除了金属催化剂,金属氧化物催化剂也是氢能催化剂中的重要一类。
常见的金属氧化物催化剂包括氧化铝、二氧化锆等。
这些催化剂具有高的表面积和丰富的活性位点,能够吸附和催化氢气的转化反应。
例如,在甲烷重整过程中,氧化镍催化剂可以将甲烷和水蒸气反应生成氢气和一氧化碳。
而在氨合成中,铁氧化物催化剂则能够促进氢气和氮气的结合反应,生成氨气。
有机催化剂是氢能催化剂中的新兴领域。
与金属催化剂和金属氧化物催化剂相比,有机催化剂具有更好的可控性和选择性。
有机催化剂可以通过调整分子结构和功能基团,实现对氢气反应的精确控制。
例如,在燃料电池中,有机催化剂可以用于促进氢气和氧气的反应,提高燃料电池的效率和稳定性。
氢能催化剂在氢能技术中起着至关重要的作用。
它们能够加速氢气的产生、转化和利用过程,提高氢能的效率和可持续性。
金属催化剂、金属氧化物催化剂和有机催化剂是常见的氢能催化剂类型,它们通过吸附、解离和再组合等反应机制,实现对氢气反应的精确控制。
随着氢能技术的不断发展,氢能催化剂的研究和应用也将得到进一步的推进,为氢能产业的发展提供更多的可能性。
制氢三剂性能及种类
制氢过程使用的催化剂有:钴-钼加氢脱硫催化剂、脱氯催化剂、氧化锌脱硫剂、烃类-水蒸汽转化催化剂、中温变换催化剂、低温变换催化剂。
还有PSA吸附剂及磷酸三钠化学助剂。
1.1 钴-钼加氢转化催化剂
1.1.1 作用
制氢原料中含有不同数量的有机硫和无机硫,这些硫化物的存在,会增加原料气体对设备的腐蚀,尤其重要的是制氢过程所使用的含镍、含铜的催化剂极容易被硫中毒,失去活性,严重影响生产的顺利进行。
但是,有机硫化物性能稳定,不容易被脱除,只有在钴-钼催化剂的作用下,与氢气快速反应生成硫化氢,才能被脱除。
1.1.2 特点
钴-钼加氢转化催化剂必须在有氢气存在的条件下,才能将有机硫转化无机硫,否则,将无法起作用。
1.1.3 物理化学特性(T205)
外观:灰蓝色条状物
几何尺寸:Φ3~3.5×3~10mm
堆密度:0.65~0.8kg/L
比表面:180~220m2/g
1.1.4 化学组成
C O O:2~4%
M O O3:10~13%
载体:TiO2、AL2O3
1.2 氧化锌脱硫剂(T306)
1.2.1 作用
氧化锌与硫化氢作用生成难于解离的硫化锌,以此脱除制氢原料气中的硫化氢,一般用于精脱硫过程。
1.2.2 特点
氧化锌脱硫剂能脱除无机硫和一些简单的有机硫,硫容较高,能使原料中的硫含量降至0.2~0.02×10-6。
反应温度范围较宽(180~400℃),是一种比较理想的脱硫剂,在较高温度(350~400℃)条件下使用效果更好。
1.2.3 物理化学特性
外观:白色条状
几何尺寸:Φ5mm×5~10
堆密度: 1.16kg/L
比表面:45.88m2/g
总孔容积:0.28ml/g
穿透硫容:>10%
1.2.4 化学组成
ZnO:≥ 85%
1.3 烃类-水蒸汽转化催化剂(Z402、Z405)
1.3.1 作用
在高温的条件下,烃类和水蒸汽在转化催化剂的作用下,烃类发生裂解,生成甲烷、氢气、一氧化碳和二氧化碳。
1.3.2 特点
Z402催化剂中含有一种带稳定剂的硅酸钾复盐,使催化剂中抗积碳组分钾碱缓慢释放,保证了催化剂较好的抗积碳性和稳定的再生性能。
所以一般Z402催化剂都用于积碳倾向很大的炉管床层上部。
Z405催化剂是一种以镍的活性组分、以铝酸钙为主相的预烧结载体浸渍型催化剂,具有很高的机械强度,热稳定性和活性良好,一般装在炉管的下部。
1.3.3 物理化学特性
(1)Z402的物理性质
外观:瓦灰色环状
几何尺寸:Φ16×6×Φ6
堆密度:0.95~1.20Kg/L
径向破碎强度:25kg/颗
(2)Z402的主要化学组成
NiO:19~23%
K2O:6%
载体:硅铝酸钾复盐
(3)Z405的物理性质
外观:浅灰色环状
几何尺寸:Φ16×16×Φ6
堆密度:0.95~1.05kg/L
径向破碎强度:>45kg/颗
(4)Z405的主要化学组成
NiO:10~12%
K2O:7%
载体:CAX
1.4 中温变换催化剂(B113)
1.4.1 作用
在变换催化剂的作用下,转化气中的一氧化碳与水蒸汽反应,生成二氧化碳和氢气,从而降低转化气中一氧化碳的浓度,达到脱除一氧化碳的目的。
1.4.2 特点
B113型催化剂的突出特点是具有良好的抗沸水和抗蒸汽冷凝性能,在事故状态下,用工艺气干燥处理后,催化剂的强度不减,床层阻力不增加,能保持良好活性。
1.4.3 物理性质
外观:黑褐色圆柱体、碟面圆柱体
几何尺寸:Φ9×5~7mm
径向强度:≥250N/cm
堆密度: 1.35~1.45kg/L
比表面:80~100m2/g
1.4.4 化学组成
Fe2O3:81±2%
Cr2O3:9±2%
S:≤0.02%
Cl:≤0.01%
1.5 低温变换催化剂(B202)
1.5.1 作用
经中变催化剂处理后的转化气,再经过低变催化剂的处理,转化气中的一氧化碳浓度可降至0.2%以下。
1.5.2 特点
(1)B205具有低温活性好,活性区温宽、变换率高、含硫量低及使用强度高等点。
(2)在低温下(小于200℃),有水蒸汽存在时,会使催化剂的强度和活性下降,因此,操作温度必须高于系统气体的露点。
(3)在还原中,耗H2量小,热效应显著,容易使催化剂床层超温,烧坏催化剂。
(4)对硫含量要求甚严,一般要求<1×10-6,为了防止硫中毒,一般要在催化剂床层上部装一些氧化锌脱硫剂。
1.5.3 物理性质
外观:黑色圆柱体、碟面圆柱体
几何尺寸:Φ6×4~6mm
堆密度: 1.05×1.15%
径向强度:≥250N/cm
比表面:60~80m2/g
1.5.4 化学组成
CuO:32~35%
ZnO:45~48%
AL2O3:7~8%
1.6 脱氯催化剂(T402)
1.6.1 作用
氯化物对转化及低温变换催化剂是一种毒物,对低温变换这类铜基催化剂尤其敏感,其易与活性相金属铜相结合形成低熔点化合物而导致活性相熔结,100~300PPm的氯化物可使低温变换催化剂活性在400小时内下降20~40%。
为了减少原料对转化及低变催化剂的毒害,保护转化及低变催化剂,减少下游设备氯离子应力腐蚀的可能。
利用脱氯剂吸收原料经过加氢生成的HCl,从而达到脱氯的目的。
1.6.2 物理化学特性(T402)
外观:白色球状
几何尺寸:Φ3~4mm
堆密度:0.9~1.0kg/L
比表面:40m2/g。