HONGBO Palladiumkatalysator Molekularsieb Aktivierungs-Molekularsieb Trockenmittel für Wasserstofferzeugungsanlage

Der von Hongbo hergestellte, maßgeschneiderte Palladiumkatalysator für die Wasserstoffproduktion gehört zum Typ der Pd-Al₂O₃-Trägerkatalysatoren. Er verwendet hochreines, aktiviertes Aluminiumoxid (Al₂O₃) als Träger, auf dessen Oberfläche das Edelmetall Palladium (Pd) gleichmäßig aufgebracht ist, und wird durch spezielle Form- und Röstverfahren hergestellt. Dadurch zeichnet er sich durch exzellente katalytische Aktivität und strukturelle Stabilität aus. Dieser Katalysator wird hauptsächlich in der Wasserstoffproduktion eingesetzt und dient primär der Entfernung von Sauerstoffverunreinigungen aus dem Wasserstoff. Gleichzeitig ermöglicht er die Hydrierung und Desoxidation von Edelgasen wie Stickstoff, Argon und Ammoniak, wodurch die Reinheit der Wasserstoffprodukte gewährleistet und die strengen Anforderungen nachfolgender Produktionsprozesse erfüllt werden. Das Kernreaktionsprinzip beruht auf der katalytischen Hydrierung und Desoxidation: Das sauerstoffhaltige Zufuhrgas durchströmt das Katalysatorbett mit konstanter Geschwindigkeit. Unter katalytischer Wirkung des Katalysators reagieren die Sauerstoffverunreinigungen mit Wasserstoff zu unschädlichem Wasser (Reaktionsgleichung: 2H₂ + O₂ → 2H₂O). Das Wasser kann anschließend durch Dehydratisierung vollständig entfernt werden, wodurch eine tiefe Desoxidation erreicht wird. Im Vergleich zu herkömmlichen Desoxidationsanlagen bietet diese Palladiumkatalysatoranlage drei wesentliche Vorteile: hohe katalytische Aktivität, die einen Reaktionsstart bei niedrigeren Temperaturen und eine stabile Desoxidationsleistung ermöglicht; hervorragende physikalische Eigenschaften, kein Pulverisieren oder Agglomerieren während des Gebrauchs, hohe mechanische Festigkeit, die ein Verstopfen des Bettes durch Beschädigung der Katalysatorpartikel wirksam verhindert; lange Lebensdauer, die einen stabilen Langzeitbetrieb ermöglicht und somit Austauschkosten und Stillstandszeiten deutlich reduziert.

Die technischen Eigenschaften und Parameter des Palladiumkatalysators vom Typ Hongbo Pd-Al₂O₃ wurden eingehend geprüft und optimiert, um ihn an verschiedene Szenarien der Wasserstoffproduktion anzupassen. Die spezifischen Parameter sind wie folgt:

Das Verhältnis von Höhe zu Durchmesser des Katalysatorreaktors beträgt ≥3:1. Dieses Verhältnis wird durch hydrodynamische Berechnungen optimiert, wodurch sichergestellt wird, dass das Zufuhrgas gleichmäßig durch das Katalysatorbett strömt, Kanalbildung und ungleichmäßige Strömung vermieden werden, die Kontaktzeit zwischen Gas und Katalysator verlängert wird, die katalytische Wirkung voll zur Geltung kommt und die Stabilität der Desoxidationswirkung gewährleistet wird.

Betriebstemperatur: Die katalytische Reaktion kann bei Raumtemperatur ohne Hochtemperaturvorwärmung gestartet werden, was den Energieverbrauch erheblich reduziert; bei geeigneter Erwärmung (empfohlen wird eine Erwärmung auf 50-100℃) kann die katalytische Aktivität weiter verbessert, die Reaktionsgeschwindigkeit beschleunigt, die Desoxidationstiefe erhöht und die Reaktion an die Anforderungen unterschiedlicher Arbeitsbedingungen angepasst werden.

Raumgeschwindigkeit: 2000–8000 h⁻¹. Die Raumgeschwindigkeit weist einen weiten Anpassungsbereich auf und kann flexibel an die jeweiligen Betriebsbedingungen, wie z. B. die Aufbereitungskapazität des Zufuhrgases und den Sauerstoffgehalt, angepasst werden. Innerhalb dieses Raumgeschwindigkeitsbereichs gewährleistet der Katalysator eine stabile Desoxidationsleistung und eignet sich somit sowohl für die kontinuierliche Großproduktion als auch für die Wasserstoffproduktion in kleinen Chargen und mit hoher Präzision.

Partikelgröße: Es stehen zwei Spezifikationen zur Verfügung: ∮3–5 mm und ∮4–6 mm. Die Partikel sind kugelförmig mit glatter Oberfläche und guter Fließfähigkeit und lassen sich leicht einfüllen und austauschen. Die optimale Partikelgrößenverteilung sorgt für ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Bettwiderstand und Kontaktfläche. Dadurch wird nicht nur ein erhöhter Energieverbrauch durch zu hohen Bettwiderstand vermieden, sondern auch ein vollständiger Kontakt zwischen Gas und Katalysator gewährleistet.

Schüttdichte: 0,75±0,1 kg/L. Die Schüttdichte ist gleichmäßig, und es kann sich beim Beladen ein dichtes und gleichmäßiges Bett bilden, wodurch Lücken vermieden werden, die Kontakteffizienz zwischen Zufuhrgas und Katalysator sichergestellt und die Berechnung der Beladungskapazität zur Anpassung an katalytische Reaktoren mit unterschiedlichen Volumina erleichtert wird.

Sauerstoffgehalt des Zufuhrgases: ≤ 3 %. Das Verfahren ermöglicht die Behandlung von Zufuhrgas mit hohem Sauerstoffgehalt ohne vorherige Desoxidation, was den Produktionsprozess erheblich vereinfacht und die anfänglichen Investitionskosten reduziert. Liegt der Sauerstoffgehalt des Zufuhrgases über 3 %, kann die Desoxidation gemäß den Normen durch Anpassung der Raumgeschwindigkeit oder Erwärmung sichergestellt werden.

Desoxidationsgrad: ≤0,5×10⁻⁶V/V (d. h. ≤0,5 ppm). Die Desoxidationspräzision ist hoch, wodurch Sauerstoffverunreinigungen im Wasserstoff auf ein extrem niedriges Niveau reduziert werden können. Dies erfüllt die Anforderungen von Bereichen wie der Elektronik und der wissenschaftlichen Forschung, die hohe Anforderungen an die Wasserstoffreinheit stellen, und gewährleistet die nachfolgende Produktqualität sowie die Produktionssicherheit.

Lebensdauer: ≥ 3 Jahre. Unter normalen Betriebsbedingungen (sauberes Zufuhrgas und konforme Betriebsparameter) kann der Katalysator über 3 Jahre kontinuierlich und stabil arbeiten. Im Vergleich zu herkömmlichen Palladiumkatalysatoren verlängert sich die Lebensdauer um mehr als 30 %, wodurch die Austauschhäufigkeit und die Wartungskosten deutlich reduziert und die Auswirkungen von Produktionsstillständen minimiert werden.

Der von Hongbo maßgeschneiderte Palladiumkatalysator vom Typ Pd-Al₂O₃ zeichnet sich durch seine Hydrierungs- und Desoxidationsfunktionen aus. Je nach Anwendungsszenario wird er hauptsächlich in zwei Anwendungsbereiche unterteilt und bietet ein einfaches und bequemes Bedienungsverfahren, das sich an unterschiedliche Prozessanforderungen anpasst.

(1) Wird zur Desoxidation in Wasserstoff verwendet

Dieser Katalysator eignet sich besonders für die Tiefendesoxidation von Wasserstoffprodukten in Wasserstoffproduktionsprozessen und kann direkt zur Entfernung von Sauerstoffverunreinigungen aus Wasserstoff eingesetzt werden, um dessen Reinheit zu gewährleisten. Sein Desoxidationsmechanismus basiert auf katalytischer Umwandlung und benötigt weder chemische Adsorption noch andere Verfahren. Sauerstoff wird vollständig in Wasser umgewandelt, ohne dass sekundäre Verunreinigungen entstehen. Im Vergleich zu herkömmlichen Katalysatoren besteht der entscheidende Vorteil dieses Katalysators darin, dass keine aufwendige Aktivierungsbehandlung vor der ersten Verwendung erforderlich ist. Dies vereinfacht den Anlaufprozess erheblich: Vor der Verwendung muss lediglich die Luft im Katalysatorbett vollständig durch trockenen Stickstoff (N₂) ersetzt werden, um die Bildung eines explosiven Gasgemisches aus Sauerstoff und Wasserstoff zu vermeiden. Nach dem Austausch kann das Zufuhrgas direkt zugeführt werden, und der Katalysator kann die katalytische Reaktion schnell starten, um eine kontinuierliche Desoxidation zu erreichen.

(2) Wird zur Hydrierung und Desoxidation anderer Edelgase verwendet

Neben der Desoxidation in Wasserstoff eignet sich dieser Katalysator auch hervorragend für die Hydrierung und Desoxidation von Inertgasen wie Stickstoff, Argon und Ammoniak. Er ist ideal für Produktionsprozesse, die hochreine Inertgase erfordern. Der genaue Ablauf ist wie folgt: Zunächst wird der Katalysator gleichmäßig in den Katalysereaktor eingefüllt, um ein ebenes und lückenloses Katalysatorbett zu gewährleisten. Anschließend wird die Luft im Bett vollständig durch trockenen Stickstoff ersetzt, um zu verhindern, dass Sauerstoff und Feuchtigkeit die Katalysatoraktivität beeinträchtigen. Nach dem Stickstoffaustausch wird unter Normaltemperaturbedingungen für etwa 1–2 Stunden reiner Wasserstoff mit einer Raumgeschwindigkeit von 100–300 h⁻¹ eingeleitet. Dadurch wird die katalytische Aktivität des Katalysators durch den Wasserstoff ausgelöst und die Aktivierung abgeschlossen. Nach der Aktivierung kann das sauerstoffhaltige Inertgas eingeleitet werden. Das Verhältnis von Wasserstoff zu Sauerstoff (H₂:O₂ > 2:1) wird so eingestellt, dass der Sauerstoff vollständig umgesetzt wird, eine gründliche Desoxidation der Inertgase erreicht wird und die Anforderungen nachfolgender Produktionsprozesse erfüllt werden.

Der Palladiumkatalysator vom Typ Hongbo Pd-Al₂O₃ (HM-1) findet aufgrund seiner hervorragenden Desoxidationsleistung, der einfachen Handhabung und der langen Lebensdauer breite Anwendung in vielen Industriezweigen. Er deckt Kernbereiche wie Metallurgie, Chemie, Forschung und Elektronik ab und bietet vielversprechende Anwendungsmöglichkeiten. In der Metallurgie wird er hauptsächlich zur Desoxidation von Wasserstoff-Schutzgasatmosphären eingesetzt, um die Oxidation von Metallen während des Prozesses zu verhindern und die Produktqualität zu verbessern. In der Chemie eignet er sich für die chemische Wasserstoffproduktion, beispielsweise zur Ammoniak- und Methanolsynthese. Er entfernt Sauerstoffverunreinigungen aus dem Wasserstoff und verhindert so, dass Verunreinigungen die Effizienz chemischer Reaktionen und die Produktreinheit beeinträchtigen. Zudem kann er in der chemischen Produktion unter Schutzgasatmosphäre zur Tiefenreinigung der Gase eingesetzt werden. In der Forschung dient er in experimentellen Szenarien wie der Wasserstoffproduktion und Gasreinigung im Labormaßstab. Er liefert hochreinen Wasserstoff und Inertgase für Forschungszwecke und gewährleistet die Genauigkeit der Messdaten. In der Elektronikindustrie wird er zur Gasreinigung bei der Herstellung elektronischer Bauteile verwendet. Hochreiner Wasserstoff und Edelgase verhindern die Oxidation elektronischer Bauteile und verbessern die Stabilität und Lebensdauer der Produkte. Angesichts der stetig steigenden Anforderungen an die Gasreinheit in verschiedenen Branchen werden sich die Anwendungsbereiche dieses Katalysators weiter ausdehnen und so die qualitativ hochwertige Entwicklung weiterer Industriezweige unterstützen.

Um die stabile Leistung des Palladiumkatalysators zu gewährleisten und Feuchtigkeit, Verunreinigungen oder Beschädigungen während Transport und Lagerung zu vermeiden, werden professionelle Verpackungs- und Lagermethoden angewendet: Der Katalysator wird hermetisch in doppelwandigen Plastikbeuteln verpackt. Die innere Schicht besteht aus einem auslaufsicheren und wasserdichten PE-Beutel, die äußere aus einem abriebfesten und feuchtigkeitsbeständigen Nylonbeutel. Dadurch werden Luft, Feuchtigkeit und Verunreinigungen effektiv isoliert. Der hermetisch verpackte Katalysator wird in verstärkte Karton- oder Eisenfässer gefüllt. Die Fassmündung wird mit einem Verschlussdeckel verschlossen. Der Fasskörper wird mit Produktname, Spezifikation, Produktionsdatum, Haltbarkeitsdatum und weiteren Informationen gekennzeichnet. Stoßdämpfendes und pufferndes Füllmaterial verhindert Beschädigungen der Katalysatorpartikel während des Transports. Während der Lagerung sollte der gut verpackte Katalysator in einem trockenen, belüfteten und kühlen Lagerraum, fern von Wasser, Feuer und korrosiven Substanzen, aufbewahrt werden, um eine Aktivitätsminderung des Katalysators durch feuchte und hohe Temperaturen zu vermeiden. Gleichzeitig sind Druck und Stöße gegen die Verpackungsfässer zu unterbinden, um ein Zerkleinern der Katalysatorpartikel zu verhindern. Der ungeöffnete Katalysator ist unter den angegebenen Lagerbedingungen 12 Monate haltbar und sollte nach dem Öffnen möglichst bald verwendet werden, um eine langfristige Einwirkung von Luft und damit eine Beeinträchtigung der Leistung zu vermeiden.