基本介紹
- 中文名：氫氣純化
- 外文名：Hydrogen purification
- 方法：用物理或化學的方法
- 目的：除去氫氣中雜質
- 化學說法：提純或者說是除雜
- 所用技術：膜分離、低溫分離
目的,氫氣純化技術,膜分離技術,低溫分離,變壓吸附,金屬氫化物法,催化脫氧法,分子篩,
目的
自然界中的氫總是以其化合物如水、碳氫化合物等形式存在，因此，在製備氫時就不可避免地帶有雜質。氫氣中帶有雜質，就帶來了安全隱患，容易發生爆炸，這就要求對氫氣原料進行純化。氫的純化是指利用物理或化學的方法，除去氫氣中雜質的方法總稱。隨著半導體工業、精細化工和光電產業的發展，半導體生產工藝需要使用99.999%以上的高純氫。但是目前工業上各種制氫方法所得到的氫氣純度不高，為滿足工業上對各種高純氫的需求，必須對氫氣進行進一步的純化。
氫氣純化技術
膜分離技術
膜分離法以選擇性透過膜為介質，在電位差，壓力差，濃度差等推動力下，有選擇的透過膜，從而達到分離提純的目的。
1、鈀膜擴散法，在一定溫度下、氫分子在鈀膜一側離解成氫原子，溶於鈀並擴散到另一側，然後結合成分子經一級分離可得到99.99-99.9999%純度的氫，鈀合金純化工藝，對原料氣中的氧、水、重烴、硫化氫，烯烴等的含量要求很嚴，氧會在鈀合金膜表面發生氫氧催化反應，反應產的大量熱，使擴散室中鈀合金膜局部過熱受損，水·硫化氫·烯烴·重烴會使鈀合金表面重毒，氫氣進入鈀膜之前，氧降至0.1PPm，水和其它雜質量降到1PPm以下，鈀膜的滲透壓力，通常膜前1.4-3.45Mpa，膜後壓力448-690Kpa。由於鈀屬於貴金屬、本法只適於較小規模且對氫氣純度要求很高的場合使用。
2、有機中空纖維膜擴散法，有聚碸、聚醯亞胺，聚碳酸酯等。
中空維維膜分離回收氫裝置套用的最廣，從合成氨弛放氣，甲醇廠放空氣和石油煉製過程的各種尾氣。採用有機中空纖維膜分離工藝，可以利用放空尾氣的自身壓力，以膜兩側的分壓差為推動力。
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。
低溫分離
1、低溫冷疑 基於氫與其它氣體沸點差異大的原理，在操作溫度下，使除氫以外所有高沸點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，產氫純度90-98%。
2、低溫吸附從電解氫或純度為99.9%的工業原料氫氣，可以製取純度為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、周期定時切換，連續工作。
變壓吸附
工藝流程簡單、自動化程度高，操作維修費用低，產品純度可調性強。一次分離同時除去多種雜質組分的特優點。
變壓吸附（PSA）技術是以特定的吸附劑（多孔固體物質）內部表面對氣體分子的物理吸附為基礎，利用吸附劑在相同壓力下易吸附高沸點組分、不易吸附低沸點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，相對於氫的高沸點雜質組分被選擇性吸附，低沸點的氫氣不易被吸附而穿過吸附床，達到氫和雜質組分的分離。氫氣提純採用四塔二均工藝。該公司藍博淨化科技 ，採用的 就是 變壓吸附制氫技術
金屬氫化物法
生產純度99.999%高純氫，利用貯氫合金對氫的選擇性，生成金屬氫化物，氫中的其它雜質濃縮於氫化物之外，隨著廢氣排出.金屬氫化物分離放出氫氣.從而使氫氣純化.常用兩個四個聯合起來連續工作。工藝上包括吸氫和放氫，低溫高壓吸氫、高溫低壓放氫。
催化脫氧法
用鈀或鉑作催化劑，氧和氫反應生成水，用分子篩乾燥脫水,特別適用於電解氫的脫氧純化，可製得純度為99.999%的高純氫。
分子篩
在半導體生產中，分子篩是氫氣等氣體淨化過程中最常用的一種淨化劑，它不僅能有效地除去氫氣中的水份．而且還能除去氧及其它有害的雜質．那么分子篩為什麼能起淨化作用呢?我們知道，分子篩是一種人工合成的泡沸石，它是一種具有微孔結構的晶體，泡沸石的內部含有大量水，當加熱到一定溫度時水份脫去，脫水後的泡沸石產生許多肉眼看不見的大小相同的孔洞，它具有很強的吸附能力，能把小於孔洞的分子吸進孔內，把大於孔洞的分子擋在孔外，從而使某些大小不同的分子分開，即把大小不同的分子過了篩。由於有這種篩分分子的作用，所以叫做分子篩．當然分子篩和一般的篩子不同，它本身是粉末狀的物質用粘合劑使它塑成小球或小圓柱體等各種形狀，當氣體通過它時，可使不同大小的氣體分子得到分離。
