کاتالیزور پالادیوم HONGBO غربال مولکولی فعال کننده غربال مولکولی برای کارخانه تولید هیدروژن

کاتالیزور پالادیوم سفارشی برای تولید هیدروژن که توسط هونگبو تولید شده است، از نوع کاتالیزور بر پایه Pd-Al₂O₃ است. این کاتالیزور از آلومینای فعال با خلوص بالا (Al₂O₃) به عنوان حامل استفاده می‌کند، پالادیوم فلز گرانبها (Pd) را به طور یکنواخت روی سطح حامل بارگذاری می‌کند و از طریق فرآیندهای قالب‌گیری و برشته‌سازی ویژه، با فعالیت کاتالیزوری عالی و پایداری ساختاری ساخته می‌شود. این کاتالیزور عمدتاً در فرآیندهای تولید هیدروژن استفاده می‌شود و عملکرد اصلی آن حذف ناخالصی‌های اکسیژن از هیدروژن است. در عین حال، می‌تواند عملیات هیدروژناسیون و اکسیداسیون گازهای بی‌اثر مانند نیتروژن، آرگون و آمونیاک را انجام دهد و خلوص محصولات هیدروژن را تضمین کرده و الزامات سختگیرانه فرآیندهای تولید بعدی را برآورده کند. اصل واکنش اصلی آن، واکنش هیدروژناسیون و اکسیداسیون کاتالیزوری است: هنگامی که گاز خوراک حاوی ناخالصی‌های اکسیژن با سرعت ثابت از بستر کاتالیزور عبور می‌کند، تحت عمل کاتالیزوری کاتالیزور، ناخالصی‌های اکسیژن موجود در گاز با هیدروژن ترکیب می‌شوند و آب بی‌ضرر تشکیل می‌دهند (معادله واکنش: 2H₂ + O₂ → 2H₂O)، و آب می‌تواند از طریق فرآیند آب‌زدایی بعدی به طور کامل حذف شود، در نتیجه به هدف اکسیداسیون عمیق دست می‌یابد. در مقایسه با اکسیدکننده‌های معمولی، این اکسیدکننده کاتالیزور پالادیوم دارای سه مزیت قابل توجه است: فعالیت کاتالیزوری بالا، که می‌تواند واکنش را در دمای پایین‌تر شروع کند و راندمان اکسیداسیون پایدار را حفظ کند؛ خواص فیزیکی عالی، عدم پودر شدن یا تجمع در حین استفاده، مقاومت مکانیکی بالا، که می‌تواند به طور موثر از انسداد بستر ناشی از آسیب ذرات کاتالیزور جلوگیری کند؛ عمر طولانی، که می‌تواند برای مدت طولانی به طور پایدار کار کند و هزینه‌های جایگزینی و تلفات خاموشی را تا حد زیادی کاهش دهد.

عملکرد فنی و پارامترهای کاتالیزور پالادیوم نوع Hongbo Pd-Al₂O₃ به طور دقیق آزمایش و بهینه شده است تا با سناریوهای مختلف فرآیند تولید هیدروژن سازگار شود. پارامترهای خاص به شرح زیر است:

نسبت ارتفاع به قطر راکتور کاتالیزوری: ≥3:1. این نسبت از طریق محاسبات هیدرودینامیکی بهینه شده است، که می‌تواند تضمین کند که گاز خوراک به طور یکنواخت از بستر کاتالیزور عبور می‌کند، از کانالیزه شدن و جریان بایاس جلوگیری می‌کند، زمان تماس بین گاز و کاتالیزور را افزایش می‌دهد، به اثر کاتالیزوری بازی کامل می‌دهد و پایداری اثر اکسیداسیون را تضمین می‌کند.

دمای کارکرد: واکنش کاتالیزوری را می‌توان در دمای اتاق و بدون پیش‌گرمایش در دمای بالا آغاز کرد که این امر مصرف انرژی را تا حد زیادی کاهش می‌دهد؛ در صورت گرمایش مناسب (توصیه می‌شود تا دمای ۵۰ تا ۱۰۰ درجه سانتیگراد گرم شود)، فعالیت کاتالیزوری می‌تواند بیشتر بهبود یابد، سرعت واکنش افزایش یابد، عمق اکسیداسیون بهتر شود و با الزامات استفاده در شرایط کاری مختلف سازگار شود.

سرعت فضایی: ۲۰۰۰ تا ۸۰۰۰ ساعت. سرعت فضایی دارای محدوده سازگاری گسترده‌ای است و می‌تواند به صورت انعطاف‌پذیری با توجه به شرایط کاری واقعی مانند ظرفیت تصفیه گاز خوراک و میزان اکسیژن تنظیم شود. در این محدوده سرعت فضایی، کاتالیزور می‌تواند عملکرد پایدار اکسیداسیون را حفظ کند، که نه تنها نیازهای تولید مداوم در مقیاس بزرگ را برآورده می‌کند، بلکه با سناریوهای تولید هیدروژن در مقیاس کوچک و با دقت بالا نیز سازگار است.

اندازه ذرات: دو مشخصات موجود است، یعنی ∮۳~۵ میلی‌متر و ∮۴~۶ میلی‌متر. ذرات کروی با سطح صاف و سیالیت خوب هستند که بارگیری و تعویض آنها آسان است. طراحی اندازه ذرات معقول می‌تواند مقاومت بستر و سطح تماس را متعادل کند و نه تنها از افزایش مصرف انرژی ناشی از مقاومت بیش از حد بستر جلوگیری کند، بلکه تماس کامل بین گاز و کاتالیزور را نیز تضمین کند.

چگالی ظاهری: 0.75±0.1 کیلوگرم بر لیتر. چگالی ظاهری یکنواخت است و می‌توان در حین بارگیری، بستری متراکم و یکنواخت تشکیل داد که از ایجاد شکاف جلوگیری می‌کند، راندمان تماس بین گاز خوراک و کاتالیزور را تضمین می‌کند و محاسبه ظرفیت بارگیری را برای سازگاری با راکتورهای کاتالیزوری با حجم‌های مختلف تسهیل می‌کند.

میزان اکسیژن گاز خوراک: ≤3٪. این دستگاه می‌تواند گاز خوراک با میزان اکسیژن بالا را بدون عملیات پیش‌اکسیداسیون تصفیه کند، که این امر فرآیند تولید را بسیار ساده کرده و سرمایه‌گذاری اولیه تجهیزات را کاهش می‌دهد. اگر میزان اکسیژن گاز خوراک بیش از 3٪ باشد، می‌توان با تنظیم سرعت فضا یا گرمایش، از رسیدن اثر اکسیژن‌زدایی به حد استاندارد اطمینان حاصل کرد.

عمق اکسیداسیون: ≤0.5×10⁻⁶V/V (یعنی ≤0.5ppm). دقت اکسیداسیون بالا است، که می‌تواند ناخالصی‌های اکسیژن موجود در هیدروژن را به سطح بسیار پایینی کاهش دهد، نیازهای زمینه‌هایی مانند الکترونیک و تحقیقات علمی را که نیاز بالایی به خلوص هیدروژن دارند، برآورده کند و کیفیت محصول و ایمنی تولید بعدی را تضمین کند.

عمر مفید: ≥۳ سال. در شرایط کاری عادی (گاز خوراک تمیز و پارامترهای عملیاتی مطابق با استاندارد)، کاتالیزور می‌تواند بیش از ۳ سال به طور مداوم و پایدار کار کند. در مقایسه با کاتالیزورهای پالادیوم معمولی، عمر مفید بیش از ۳۰٪ افزایش می‌یابد که این امر به میزان زیادی دفعات تعویض و هزینه نگهداری را کاهش می‌دهد و تأثیر خاموشی بر تولید را نیز کم می‌کند.

کاتالیزور پالادیوم از نوع Pd-Al₂O₃ که به صورت سفارشی توسط شرکت هونگبو ساخته شده است، عملکرد اصلی هیدروژناسیون و دی‌اکسیداسیون را دارد. طبق سناریوهای کاربردی مختلف، عمدتاً به دو عملکرد کاربردی با فرآیند عملیاتی ساده و راحت تقسیم می‌شود که با نیازهای مختلف فرآیند سازگار است:

(1) برای اکسیداسیون در هیدروژن استفاده می‌شود

این کاتالیزور به طور ویژه برای تصفیه دی‌اکسیداسیون عمیق محصولات هیدروژن در فرآیندهای تولید هیدروژن مناسب است و می‌تواند مستقیماً برای حذف ناخالصی‌های اکسیژن از هیدروژن برای اطمینان از خلوص هیدروژن استفاده شود. مکانیسم دی‌اکسیداسیون آن از نوع تبدیل کاتالیزوری است که نیازی به کمک جذب شیمیایی و سایر روش‌ها ندارد، می‌تواند اکسیژن را به طور کامل به آب تبدیل کند و هیچ ناخالصی ثانویه‌ای تولید نمی‌شود. در مقایسه با کاتالیزورهای سنتی، مزیت برجسته این کاتالیزور این است که برای اولین استفاده نیازی به عملیات فعال‌سازی پیچیده نیست، که فرآیند راه‌اندازی را ساده می‌کند: قبل از استفاده، فقط لازم است هوای موجود در بستر راکتور کاتالیزوری را به طور کامل با نیتروژن خشک (N₂) جایگزین کنید تا از تشکیل گاز انفجاری توسط مخلوط اکسیژن و هیدروژن در بستر جلوگیری شود. پس از تعویض، گاز خوراک را می‌توان مستقیماً وارد کرد و کاتالیزور می‌تواند به سرعت واکنش کاتالیزوری را برای دستیابی به دی‌اکسیداسیون مداوم آغاز کند.

(2) برای هیدروژناسیون و دی اکسیداسیون سایر گازهای بی‌اثر استفاده می‌شود

علاوه بر اکسیداسیون هیدروژن، این کاتالیزور می‌تواند به طور گسترده برای هیدروژناسیون و تصفیه اکسیداسیون گازهای بی‌اثر مانند نیتروژن، آرگون و آمونیاک نیز مورد استفاده قرار گیرد که برای سناریوهای تولیدی که به گازهای بی‌اثر با خلوص بالا نیاز دارند، مناسب است. فرآیند عملیاتی خاص به شرح زیر است: ابتدا، کاتالیزور را به طور یکنواخت در راکتور کاتالیزوری پر کنید تا از صاف و بدون شکاف بودن بستر اطمینان حاصل شود. سپس هوای بستر را به طور کامل با نیتروژن خشک جایگزین کنید تا از تأثیر اکسیژن و رطوبت موجود در هوا بر فعالیت کاتالیزور جلوگیری شود. پس از تعویض، در شرایط دمای معمولی، هیدروژن خالص را با سرعت فضایی 100 تا 300 ساعت به مدت حدود 1 تا 2 ساعت وارد کنید، فعالیت کاتالیزوری کاتالیزور را از طریق هیدروژن فعال کنید و راه‌اندازی فعال‌سازی را تکمیل کنید. پس از فعال‌سازی، می‌توان گاز بی‌اثر حاوی ناخالصی‌های اکسیژن را وارد کرد و نسبت هیدروژن به اکسیژن (H₂:O₂> 2:1) را کنترل کرد تا از تبدیل کامل اکسیژن، تحقق اکسیداسیون عمیق گازهای بی‌اثر و برآورده شدن الزامات فرآیندهای تولید بعدی اطمینان حاصل شود.

کاتالیزور پالادیوم نوع هونگبو Pd-Al₂O₃ (نوع HM-1) با تکیه بر عملکرد عالی در اکسیداسیون، فرآیند ساده و عمر طولانی، به طور گسترده در بسیاری از زمینه‌های صنعتی مورد استفاده قرار گرفته است و زمینه‌های اصلی مانند متالورژی، صنایع شیمیایی، تحقیقات علمی و الکترونیک را با چشم‌اندازهای کاربردی گسترده پوشش می‌دهد. در صنعت متالورژی، عمدتاً برای تصفیه اکسیداسیون اتمسفر محافظ هیدروژن در متالورژی استفاده می‌شود و از اکسید نشدن مواد فلزی در طول فرآیند متالورژی و بهبود کیفیت محصول اطمینان حاصل می‌کند. در صنایع شیمیایی، برای فرآیندهای تولید هیدروژن شیمیایی مانند آمونیاک مصنوعی و متانول، حذف ناخالصی‌های اکسیژن از هیدروژن، جلوگیری از ناخالصی‌های مؤثر بر راندمان واکنش شیمیایی و خلوص محصول مناسب است و همچنین می‌تواند در تولید مواد شیمیایی محافظت شده توسط گازهای بی‌اثر برای دستیابی به خالص‌سازی عمیق گاز استفاده شود. در زمینه تحقیقات علمی، در سناریوهای تجربی مانند تولید هیدروژن آزمایشگاهی و خالص‌سازی گاز استفاده می‌شود و هیدروژن و گازهای بی‌اثر با خلوص بالا را برای آزمایش‌های تحقیقاتی علمی فراهم می‌کند و دقت داده‌های تجربی را تضمین می‌کند. در صنعت الکترونیک، برای خالص‌سازی گاز در فرآیند تولید قطعات الکترونیکی استفاده می‌شود. هیدروژن با خلوص بالا و گازهای بی‌اثر می‌توانند از اکسیداسیون قطعات الکترونیکی جلوگیری کرده و پایداری و عمر مفید محصولات را بهبود بخشند. با بهبود مستمر الزامات خلوص گاز در صنایع مختلف، سناریوهای کاربردی این کاتالیزور بیشتر گسترش خواهد یافت تا از توسعه با کیفیت بالای صنایع بیشتر پشتیبانی کند.

برای اطمینان از عملکرد پایدار کاتالیزور پالادیوم و جلوگیری از رطوبت، آلودگی یا آسیب در حین حمل و نقل و انبارداری، از روش‌های حرفه‌ای بسته‌بندی و انبارداری استفاده می‌شود: کاتالیزور در کیسه‌های پلاستیکی دو لایه به صورت کاملاً بسته‌بندی شده، لایه داخلی یک کیسه PE ضد نشت و ضد آب است و لایه بیرونی یک کیسه نایلونی مقاوم در برابر سایش و ضد رطوبت است که می‌تواند به طور موثر هوا، رطوبت و ناخالصی‌ها را ایزوله کند. کاتالیزور بسته‌بندی شده به صورت کاملاً بسته‌بندی شده در بشکه‌های مقوایی ضخیم یا بشکه‌های آهنی قرار می‌گیرد، دهانه بشکه با یک پوشش آب‌بندی مهر و موم می‌شود، بدنه بشکه با نام محصول، مشخصات، تاریخ تولید، مدت زمان ماندگاری و سایر اطلاعات مشخص می‌شود و مواد پرکننده ضد ضربه و بافر برای جلوگیری از برخورد و آسیب ذرات کاتالیزور در حین حمل و نقل مجهز شده‌اند. در حین انبارداری، کاتالیزور بسته‌بندی شده خوب باید در یک انبار خشک، تهویه شده و خنک، دور از منابع آب، منابع آتش و مواد خورنده قرار گیرد تا از تضعیف فعالیت کاتالیزور ناشی از محیط‌های مرطوب و با دمای بالا جلوگیری شود. در عین حال، اکستروژن و برخورد بشکه‌های بسته‌بندی برای جلوگیری از پودر شدن ذرات کاتالیزور ممنوع است. کاتالیزور باز نشده می‌تواند تحت شرایط نگهداری مشخص شده، تا ۱۲ ماه ماندگاری داشته باشد و باید در اسرع وقت پس از باز شدن استفاده شود تا از قرار گرفتن طولانی مدت در معرض هوا که بر عملکرد آن تأثیر می‌گذارد، جلوگیری شود.