Els garbells moleculars de zeolita tenen un paper crucial en el procés de producció d'hidrogen PSA (Pressure Swing Adsorption) i les seves propietats d'adsorció selectiva són la clau per aconseguir una purificació eficient de l'hidrogen. La producció d'hidrogen de PSA és un procés d'adsorció físic, és un procés de separació de gasos que utilitza les diferents capacitats d'adsorció de diferents gasos sobre l'adsorbent del garbell molecular.
Com és el procés de purificació d'hidrogen?
Com que l'hidrogen s'aplica en molts sectors industrials i energètics, especialment en les piles de combustible i la indústria electrònica, tenen requisits extremadament estrictes, només l'hidrogen d'alta puresa pot satisfer aquestes demandes.
Però l'hidrogen produït a partir de matèries primeres sovint conté vapor d'aigua i impureses com monòxid de carboni, diòxid de carboni, metà, nitrogen gasós i sulfurs. Aquestes aigua i impureses poden enverinar els catalitzadors, reduir l'eficiència de la reacció, corroir l'equip i suposar riscos per a la seguretat. Per tant, els processos relacionats amb la purificació d'hidrogen se centren principalment en l'assecat i l'eliminació d'impureses.
Producció i purificació d'hidrogen PSA
La producció d'hidrogen PSA és un dels processos de purificació d'hidrogen més utilitzats a la indústria. És especialment adequat per a la purificació de gasos-que contenen hidrogen com ara el gas de coc i el gas de síntesi (reforma de gas natural, gasificació del carbó).
La purificació d'hidrogen PSA utilitza les capacitats diferencials d'adsorció selectiva dels tamisos moleculars a alta pressió per separar l'hidrogen del gas barrejat. Les mides uniformes dels porus dels tamisos moleculars els permeten atrapar molècules d'impureses més petites i alliberar molècules d'hidrogen més grans.
Aquest mecanisme d'exclusió de mida-assegura l'eliminació eficaç de l'aigua i les impureses, produint hidrogen ultra-pur i adequat per a aplicacions crítiques. I els garbells moleculars de zeolita s'han convertit en una pedra angular en aquest procés.
A alta pressió, les impureses s'adsorbeixen, mentre l'hidrogen passa a través. A baixa pressió/buit, els garbells moleculars es desorbeixen (regeneren), alliberant impureses. En canviar periòdicament la pressió, es pot obtenir hidrogen d'alta puresa contínuament.
Tamisos moleculars per a la purificació d'hidrogen
-Pretractament de l'aire d'entrada: abans que el corrent de gas mixt (que conté hidrogen, vapor d'aigua, monòxid de carboni, diòxid de carboni, metà, nitrogen gas, etc.) entri al sistema PSA, calen tamisos moleculars de zeolita tipus 3A o 4A (o alúmina activada) per eliminar primer l'aigua.
Adsorció a alta pressió: les impureses (com ara monòxid de carboni, diòxid de carboni, metà, nitrogen gasós, etc.) es poden adsorbir mitjançant tamisos moleculars de zeolita tipus 5A i, de vegades, també es poden utilitzar tamisos moleculars de zeolita tipus 13X en combinació.