Los gases industriales contienen una gran cantidad de gases residuales con diversos componentes de hidrógeno. La separación y purificación del hidrógeno es uno de los primeros campos industrializados de la tecnología PSA.
El principio de la separación de mezclas de gases mediante adsorción por presión (PSA) se basa en que la capacidad de adsorción del adsorbente para los diferentes componentes del gas varía con la presión. Las impurezas presentes en el gas de entrada se eliminan mediante adsorción a alta presión, y estas impurezas se desorben al disminuir la presión y aumentar la temperatura. El objetivo de eliminar las impurezas y extraer los componentes puros se logra mediante cambios de presión y temperatura.
La producción de hidrógeno mediante PSA utiliza un adsorbente de tamiz molecular JZ-512H para separar el hidrógeno rico y producir hidrógeno, lo cual se logra mediante el cambio de presión del lecho de adsorción. Debido a que el hidrógeno es muy difícil de adsorber, otros gases (que pueden denominarse impurezas) se adsorben con facilidad, por lo que se producirá un gas rico en hidrógeno cuando la presión se aproxime a la presión de entrada del gas tratado. Las impurezas se liberan durante la desorción (regeneración) y la presión disminuye gradualmente hasta alcanzar la presión de desorción.
La torre de adsorción realiza alternativamente los procesos de adsorción, ecualización de presión y desorción para lograr una producción continua de hidrógeno. El hidrógeno concentrado ingresa al sistema bajo una presión determinada. Este hidrógeno concentrado pasa a través de la torre de adsorción, que contiene un adsorbente especial, de abajo hacia arriba. El CO/CH4/N2 se retiene en la superficie del adsorbente como un componente de fuerte adsorción, y el H2 penetra en el lecho como un componente de adsorción. El hidrógeno producido, recolectado en la parte superior de la torre de adsorción, se descarga fuera del sistema. Cuando el adsorbente en el lecho se satura con CO/CH4/N2, el hidrógeno concentrado se transfiere a otras torres de adsorción. Durante el proceso de adsorción-desorción, queda una cierta presión de hidrógeno producido en la torre adsorbida. Esta parte de hidrógeno puro se utiliza para ecualizar y purgar las demás torres de ecualización de presión que acaban de desorber. Esto no solo aprovecha el hidrógeno restante en la torre de adsorción, sino que también reduce la velocidad de aumento de presión en la torre de adsorción, disminuye el grado de fatiga en la torre de adsorción y logra eficazmente el objetivo de la separación de hidrógeno.
El tamiz molecular JZ-512H se puede utilizar para obtener hidrógeno de alta pureza.
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