Les tamis moléculaires zéolites jouent un rôle crucial dans le processus de production d’hydrogène PSA (Pressure Swing Adsorption), et leurs propriétés d’adsorption sélective sont la clé pour obtenir une purification efficace de l’hydrogène. La production d'hydrogène PSA est un processus d'adsorption physique, c'est un processus de séparation des gaz qui utilise les différentes capacités d'adsorption des différents gaz sur l'adsorbant tamis moléculaire.
Comment se déroule le processus de purification de l’hydrogène ?
L’hydrogène étant utilisé dans de nombreux secteurs industriels et énergétiques, notamment dans les piles à combustible et l’industrie électronique, ils ont des exigences extrêmement strictes, seul l’hydrogène de haute pureté peut répondre à ces exigences.
Mais l’hydrogène produit à partir de matières premières contient souvent de la vapeur d’eau et des impuretés telles que du monoxyde de carbone, du dioxyde de carbone, du méthane, de l’azote et des sulfures. Cette eau et ces impuretés peuvent empoisonner les catalyseurs, réduire l’efficacité de la réaction, corroder les équipements et présenter des risques pour la sécurité. Par conséquent, les processus liés à la purification de l’hydrogène se concentrent principalement sur le séchage et l’élimination des impuretés.
Production et purification d’hydrogène PSA
La production d’hydrogène PSA est l’un des procédés de purification de l’hydrogène les plus couramment utilisés dans l’industrie. Il est particulièrement adapté à la purification de l'hydrogène-contenant des gaz mixtes tels que les gaz de cokerie et les gaz de synthèse (reformage du gaz naturel, gazéification du charbon).
La purification de l'hydrogène PSA utilise les capacités d'adsorption sélective différentielle des tamis moléculaires sous haute pression, pour séparer l'hydrogène du gaz mélangé. La taille uniforme des pores des tamis moléculaires leur permet de piéger les plus petites molécules d’impuretés et de libérer des molécules d’hydrogène plus grosses.
Ce mécanisme d'exclusion de taille-garantit une élimination efficace de l'eau et des impuretés, produisant ainsi de l'hydrogène ultra-pur adapté aux applications critiques. Et les tamis moléculaires zéolitiques sont devenus la pierre angulaire de ce processus.
Sous haute pression, les impuretés sont adsorbées tandis que l’hydrogène passe. Sous basse pression/vide, les tamis moléculaires se désorbent (se régénèrent), libérant des impuretés. En changeant périodiquement la pression, de l'hydrogène de haute pureté peut être obtenu en continu.
Tamis moléculaires pour la purification de l'hydrogène
Prétraitement-de l'air d'admission : avant que le flux de gaz mélangé (contenant de l'hydrogène, de la vapeur d'eau, du monoxyde de carbone, du dioxyde de carbone, du méthane, de l'azote gazeux, etc.) n'entre dans le système PSA, des tamis moléculaires zéolites de type 3A ou 4A (ou alumine activée) sont nécessaires pour éliminer d'abord l'eau.
Adsorption à haute pression : Les impuretés (telles que le monoxyde de carbone, le dioxyde de carbone, le méthane, l'azote gazeux, etc.) peuvent être adsorbées par des tamis moléculaires de zéolite de type 5A, et parfois des tamis moléculaires de zéolite de type 13X peuvent également être utilisés en combinaison.
