Perangkat Pemurnian Hidrogen

Peralatan produksi hidrogen adsorpsi ayunan tekanan (PSA) adalah perangkat khusus untuk pemurnian hidrogen pada suhu dan tekanan normal berdasarkan teknologi adsorpsi ayunan tekanan. Keunggulan utamanya adalah tidak memerlukan reaksi suhu dan tekanan tinggi, dan dapat secara efisien memisahkan hidrogen dengan kemurnian tinggi hanya melalui proses adsorpsi dan desorpsi fisik gas umpan, yang sangat cocok untuk kebutuhan pemurnian berbagai campuran gas yang mengandung hidrogen. Perangkat ini menggunakan campuran gas yang mengandung hidrogen (seperti gas yang mengandung hidrogen hasil sampingan industri, gas reformasi gas alam, dll.) sebagai bahan baku inti, dan komponen intinya adalah saringan molekuler khusus — saringan molekuler ini telah dimodifikasi melalui proses khusus, dengan kapasitas adsorpsi selektif yang sangat kuat, dan juga merupakan pembawa utama untuk memisahkan hidrogen, nitrogen, dan gas lainnya.

Prinsip pemisahannya terutama bergantung pada dua perbedaan inti: pertama, kapasitas adsorpsi komponen gas pada permukaan saringan molekuler berbeda. Molekul hidrogen berukuran kecil dan polaritasnya lemah, sehingga kapasitas adsorpsinya pada permukaan saringan molekuler sangat rendah, sedangkan kapasitas adsorpsi molekul gas pengotor seperti nitrogen dan karbon dioksida jauh lebih tinggi daripada hidrogen; kedua, terdapat perbedaan signifikan dalam laju difusi antara hidrogen dan nitrogen dalam saringan molekuler karbon. Hidrogen berdifusi lebih cepat dan dapat dengan cepat menembus pori-pori saringan molekuler, sedangkan gas pengotor berdifusi lambat dan mudah teradsorpsi serta tertahan oleh saringan molekuler. Seluruh proses pemisahan dikendalikan secara tepat oleh Pengontrol Logika Terprogram (PLC). Melalui pembukaan dan penutupan katup yang dikontrol program secara teratur, dua langkah inti adsorpsi bertekanan - desorpsi dekompresi direalisasikan secara siklik: dalam kondisi bertekanan, gas pengotor teradsorpsi dengan kuat oleh saringan molekuler, dan hidrogen melewati saringan molekuler dengan lancar untuk mendapatkan pemurnian awal; Dalam kondisi dekompresi, gas pengotor yang terserap dipisahkan dari permukaan saringan molekuler dan dibuang bersama gas buang, dan saringan molekuler diregenerasi dan dapat digunakan kembali untuk pekerjaan adsorpsi. Melalui operasi siklik ini, hidrogen yang memenuhi kemurnian yang dibutuhkan pelanggan terus dihasilkan, dan seluruh proses ramah lingkungan tanpa polusi sekunder.

Peralatan produksi hidrogen PSA ini dirancang sepenuhnya dengan mempertimbangkan kebutuhan aktual produksi industri, dengan memperhatikan efisiensi, stabilitas, dan ekonomi. Fitur desain intinya adalah sebagai berikut:

1. Kecepatan start-up yang cepat, mampu menyediakan hidrogen berkualitas dengan cepat: Peralatan ini mengadopsi desain terintegrasi, yang menyederhanakan proses start-up dan tidak memerlukan langkah pemanasan awal dan pengoperasian yang kompleks. Setelah dinyalakan, peralatan ini dapat menyelesaikan siklus adsorpsi dan pemisahan dalam waktu singkat, dan dengan cepat menghasilkan hidrogen dengan kemurnian yang memenuhi syarat dan aliran yang stabil. Hal ini secara efektif mengatasi masalah start-up yang lambat dan siklus tunggu yang lama pada peralatan produksi hidrogen tradisional, dan cocok untuk berbagai skenario seperti pasokan hidrogen darurat dan produksi intermiten.

2. Pengoperasian peralatan secara otomatis sepenuhnya, mewujudkan pengoperasian tanpa pengawasan selama seluruh proses: Dilengkapi dengan sistem kontrol PLC presisi tinggi dan modul pemantauan cerdas, sistem ini dapat mengumpulkan parameter pengoperasian peralatan (tekanan, aliran, kemurnian hidrogen, dll.) secara real-time, dan secara otomatis menyelesaikan semua operasi seperti membuka dan menutup katup yang dikontrol program, peralihan siklus adsorpsi-desorpsi, dan regenerasi saringan molekuler tanpa intervensi manual. Pada saat yang sama, sistem ini memiliki fungsi alarm kesalahan dan pematian otomatis, yang sangat mengurangi intensitas pengoperasian manual, menghemat biaya tenaga kerja, dan meningkatkan keamanan produksi.

3. Pengisian saringan molekuler yang efisien, lebih rapat dan padat, masa pakai lebih lama: Dengan mengadopsi proses pengisian bertekanan tinggi khusus, saringan molekuler diisi secara merata dan rapat di dalam menara adsorpsi, yang secara efektif menghindari masalah pengenduran, penggumpalan, dan keausan saringan molekuler pada metode pengisian tradisional, dan mengurangi kehilangan saringan molekuler. Pada saat yang sama, alat ini dilengkapi dengan perangkat pelindung saringan molekuler, yang dapat mencegah gas pengotor mencemari dan mengikis saringan molekuler, secara signifikan memperpanjang masa pakai saringan molekuler, dan mengurangi biaya operasi dan pemeliharaan peralatan serta frekuensi penggantian bahan habis pakai.

4. Tekanan, kemurnian, dan aliran yang stabil dan dapat disesuaikan, memenuhi berbagai kebutuhan pelanggan: Sesuai dengan kebutuhan pasokan hidrogen dari berbagai industri dan proses produksi yang berbeda, perangkat ini dapat secara fleksibel menyesuaikan tekanan, kemurnian, dan aliran hidrogen keluaran. Kemurnian dapat disesuaikan secara akurat antara 99% dan 99,9995%, tekanan ≤ 1Mpa, dan aliran mencakup 5 ~ 5000Nm³/jam. Perangkat ini tidak hanya dapat memenuhi kebutuhan pasokan hidrogen aliran rendah dan kemurnian tinggi untuk laboratorium kecil dan industri elektronik presisi, tetapi juga beradaptasi dengan skenario pasokan hidrogen aliran tinggi dan skala besar untuk industri metalurgi dan kimia skala besar.

5. Struktur yang masuk akal, proses yang canggih, keamanan dan stabilitas, investasi peralatan dan konsumsi energi yang rendah: Mengadopsi desain struktur modular, tata letak yang ringkas, dan ruang lantai yang kecil, sehingga mudah untuk dipasang, dibongkar, dan diubah di kemudian hari; proses siklus adsorpsi-desorpsi dioptimalkan, yang sangat meningkatkan tingkat pemulihan hidrogen dan efisiensi pemisahan. Pada saat yang sama, peralatan beroperasi pada tekanan sedang dan dilengkapi dengan sistem perlindungan keselamatan yang lengkap, dengan operasi yang stabil dan andal serta tingkat kegagalan yang rendah; dibandingkan dengan proses produksi hidrogen tradisional, tidak perlu mengonsumsi banyak energi untuk pemanasan dan pemberian tekanan, dan biaya investasi peralatan serta konsumsi energi operasi berkurang secara signifikan, sehingga ekonomis dan ramah lingkungan.

Untuk memastikan stabilitas pengoperasian perangkat dan kualitas produk hidrogen, peralatan produksi hidrogen PSA ini dirancang dan diproduksi sesuai dengan standar industri, dengan indikator teknis inti yang jelas sebagai berikut:

Persyaratan gas umpan: Tekanan gas umpan harus dikontrol pada 1,2 MPa untuk memastikan kelancaran proses adsorpsi; titik embun tekanan ≤ 10℃ untuk menghindari kelembapan yang memengaruhi efek adsorpsi saringan molekuler dan keamanan pengoperasian peralatan; kandungan minyak ≤ 0,003 mg/m³ untuk mencegah polusi minyak yang mencemari saringan molekuler dan menyumbat pipa peralatan, memastikan pengoperasian perangkat yang stabil dalam jangka panjang; volume gas umpan dapat disesuaikan secara fleksibel sesuai dengan volume dan kemurnian hidrogen yang dibutuhkan, beradaptasi dengan kebutuhan produksi hidrogen dengan kemurnian dan laju aliran yang berbeda, dengan kompatibilitas yang kuat.

Indikator hidrogen produk: Tekanan hidrogen keluaran ≤ 1Mpa, yang dapat disesuaikan secara fleksibel sesuai dengan kebutuhan aktual pelanggan untuk memenuhi persyaratan tekanan dari berbagai proses produksi; titik embun atmosfer ≤ -70℃, yang secara efektif mengurangi kandungan uap air dalam hidrogen dan menghindari uap air yang memengaruhi proses produksi selanjutnya (seperti anil presisi, pembuatan komponen elektronik); kemurnian mencakup 99% ~ 99,9995%, yang dapat disesuaikan secara akurat sesuai dengan kebutuhan industri untuk beradaptasi dengan standar kemurnian yang berbeda; kisaran volume hidrogen adalah 5 ~ 5000Nm³/jam, mencakup skenario pasokan hidrogen kecil, menengah, dan besar, dan dapat mewujudkan produksi skala besar dan terstandarisasi.

Dengan keunggulan efisiensi tinggi, stabilitas, dan fleksibilitas, peralatan produksi hidrogen PSA ini banyak digunakan di berbagai industri seperti elektronik, metalurgi, permesinan, dan metalurgi serbuk, mencakup berbagai proses produksi inti, dan menyediakan pasokan hidrogen berkualitas tinggi untuk berbagai industri. Skenario aplikasi spesifiknya adalah sebagai berikut:

1. Industri elektronik:Hidrogen dengan kemurnian tinggi terutama digunakan dalam proses inti seperti difusi dalam pembuatan silikon monokristalin dan produksi sirkuit terpadu, serta produksi dan pembuatan dioda pemancar cahaya (LED) dan layar kristal cair (LD). Hidrogen dengan kemurnian tinggi dapat digunakan sebagai gas pelindung dan gas pereduksi, yang secara efektif menghindari oksidasi dan polusi komponen elektronik selama produksi, meningkatkan kemurnian dan tingkat kualifikasi produk, serta memastikan stabilitas kinerja peralatan elektronik.

2. Industri metalurgi:Gas hidrogen terutama digunakan dalam proses anil perantara dan anil produk jadi pada strip tembaga dan strip baja presisi. Sebagai gas pelindung, hidrogen dapat mengisolasi udara selama proses anil, mencegah oksidasi dan perubahan warna permukaan strip tembaga dan strip baja, dan pada saat yang sama meningkatkan ketangguhan dan hasil akhir material, memastikan bahwa kualitas produk metalurgi presisi memenuhi standar.

3. Industri permesinan:Proses ini terutama digunakan dalam proses anil bantalan dan berbagai komponen mekanik presisi. Melalui anil yang dilindungi hidrogen, tegangan internal yang dihasilkan selama pemrosesan komponen dapat dihilangkan, kekerasan, ketahanan aus, dan stabilitas dimensi komponen dapat ditingkatkan, masa pakai komponen mekanik presisi dapat diperpanjang, dan kemungkinan kegagalan peralatan dapat dikurangi.

4. Industri metalurgi serbuk:Hidrogen diaplikasikan dalam proses sintering metalurgi serbuk. Hidrogen dapat digunakan sebagai gas pereduksi dan gas pelindung. Dalam proses sintering suhu tinggi, hidrogen mengurangi pengotor oksida dalam bahan baku serbuk, dan pada saat yang sama mencegah oksidasi dan penggumpalan produk jadi hasil sintering, sehingga meningkatkan kepadatan dan sifat mekanik produk metalurgi serbuk.

5. Industri reduksi tungsten-molibdenum:Produk ini cocok untuk proses reduksi hidrogen mendalam pada tungku empat tabung, tungku multi-tabung, dan tungku reduksi. Hidrogen dengan kemurnian tinggi dapat mereduksi oksida dalam bahan baku tungsten dan molibdenum secara sempurna untuk mendapatkan unsur tungsten dan molibdenum dengan kemurnian tinggi, sehingga memenuhi kebutuhan produksi produk tungsten dan molibdenum (seperti kawat tungsten dan lembaran molibdenum).

6. Pemanasan logam hingga mengkilap:Gas ini digunakan dalam proses anil cerah pada pelat baja tahan karat presisi, pipa baja tahan karat, pipa baja karbon, dan pelat baja karbon. Sebagai gas pelindung, hidrogen dapat membuat material logam tetap memiliki permukaan yang halus tanpa bintik-bintik oksidasi setelah proses anil, tanpa perlu perlakuan penggerindaan dan pemolesan selanjutnya, sehingga mengurangi biaya produksi dan meningkatkan penampilan serta kualitas produk.

7. Sinterisasi metalurgi serbuk baja tahan karat:Dalam proses sinterisasi metalurgi serbuk baja tahan karat, hidrogen dapat berperan sebagai pelindung, mengisolasi udara untuk mencegah oksidasi serbuk baja tahan karat, dan pada saat yang sama membantu meningkatkan efisiensi sinterisasi dan kepadatan produk jadi, memastikan ketahanan korosi dan kekuatan mekanik produk metalurgi serbuk baja tahan karat.