होंगबो पैलेडियम उत्प्रेरक, आणविक छलनी सक्रियण, हाइड्रोजन जनरेटर संयंत्र के लिए आणविक छलनी डेसिकेंट

हांगबो द्वारा निर्मित हाइड्रोजन उत्पादन के लिए विशेष रूप से तैयार किया गया पैलेडियम उत्प्रेरक, Pd-Al₂O₃ समर्थित उत्प्रेरक प्रकार का है। इसमें उच्च शुद्धता वाले सक्रिय एल्यूमिना (Al₂O₃) का उपयोग वाहक के रूप में किया जाता है, वाहक की सतह पर बहुमूल्य धातु पैलेडियम (Pd) को समान रूप से लोड किया जाता है, और इसे विशेष मोल्डिंग और रोस्टिंग प्रक्रियाओं द्वारा बनाया जाता है, जिससे इसमें उत्कृष्ट उत्प्रेरक गतिविधि और संरचनात्मक स्थिरता होती है। यह उत्प्रेरक मुख्य रूप से हाइड्रोजन उत्पादन प्रक्रियाओं में उपयोग किया जाता है, और इसका मुख्य कार्य हाइड्रोजन से ऑक्सीजन अशुद्धियों को दूर करना है। साथ ही, यह नाइट्रोजन, आर्गन और अमोनिया जैसी अक्रिय गैसों का हाइड्रोजनीकरण और ऑक्सीकरण उपचार कर सकता है, जिससे हाइड्रोजन उत्पादों की शुद्धता सुनिश्चित होती है और बाद की उत्पादन प्रक्रियाओं की सख्त आवश्यकताओं को पूरा किया जाता है। इसका मूल अभिक्रिया सिद्धांत उत्प्रेरक हाइड्रोजनीकरण और अपऑक्सीकरण अभिक्रिया है: जब ऑक्सीजन अशुद्धियों वाली फीड गैस एक स्थिर गति से उत्प्रेरक बेड से गुजरती है, तो उत्प्रेरक की उत्प्रेरक क्रिया के तहत, गैस में मौजूद ऑक्सीजन अशुद्धियाँ हाइड्रोजन के साथ मिलकर हानिरहित जल बनाती हैं (अभिक्रिया समीकरण: 2H₂ + O₂ → 2H₂O), और बाद में निर्जलीकरण प्रक्रिया द्वारा जल को पूरी तरह से हटाया जा सकता है, जिससे गहन अपऑक्सीकरण का उद्देश्य प्राप्त होता है। साधारण अपऑक्सीकरणकर्ताओं की तुलना में, इस पैलेडियम उत्प्रेरक अपऑक्सीकरणकर्ता के तीन महत्वपूर्ण लाभ हैं: उच्च उत्प्रेरक सक्रियता, जो कम तापमान पर अभिक्रिया शुरू कर सकती है और स्थिर अपऑक्सीकरण दक्षता बनाए रख सकती है; उत्कृष्ट भौतिक गुण, उपयोग के दौरान कोई चूर्णीकरण या जमाव नहीं होता; उच्च यांत्रिक शक्ति, जो उत्प्रेरक कणों की क्षति के कारण बेड अवरोध को प्रभावी ढंग से रोक सकती है; लंबी सेवा जीवन, जो लंबे समय तक स्थिर रूप से कार्य कर सकती है, जिससे प्रतिस्थापन लागत और शटडाउन हानि में काफी कमी आती है।

होंगबो पीडी-अल₂ओ₃ प्रकार के पैलेडियम उत्प्रेरक के तकनीकी प्रदर्शन और मापदंडों का कड़ाई से परीक्षण और अनुकूलन किया गया है ताकि यह हाइड्रोजन उत्पादन प्रक्रिया के विभिन्न परिदृश्यों के अनुकूल हो सके। विशिष्ट मापदंड इस प्रकार हैं:

उत्प्रेरक रिएक्टर का ऊँचाई-व्यास अनुपात: ≥3:1। इस अनुपात को जलगतिकीय गणना के माध्यम से अनुकूलित किया जाता है, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि फीड गैस उत्प्रेरक बेड से समान रूप से गुजरे, चैनलिंग और असंतुलित प्रवाह से बचा जा सके, गैस और उत्प्रेरक के बीच संपर्क समय बढ़ाया जा सके, उत्प्रेरक प्रभाव को पूरी तरह से उपयोग में लाया जा सके और ऑक्सीकरण-रोधी प्रभाव की स्थिरता सुनिश्चित की जा सके।

सेवा तापमान: उत्प्रेरक अभिक्रिया को उच्च तापमान पर पूर्व-ऊष्माई की आवश्यकता के बिना कमरे के तापमान पर शुरू किया जा सकता है, जिससे ऊर्जा की खपत में काफी कमी आती है; यदि इसे उचित रूप से गर्म किया जाए (50-100 डिग्री सेल्सियस तक गर्म करने की सलाह दी जाती है), तो उत्प्रेरक गतिविधि को और बेहतर बनाया जा सकता है, अभिक्रिया की गति को बढ़ाया जा सकता है, विऑक्सीकरण की गहराई को बढ़ाया जा सकता है, और यह विभिन्न कार्य परिस्थितियों की उपयोग आवश्यकताओं के अनुकूल हो सकता है।

अंतरिक्ष वेग: 2000~8000hr⁻¹। अंतरिक्ष वेग की अनुकूलन सीमा व्यापक है और इसे फीड गैस उपचार क्षमता और ऑक्सीजन की मात्रा जैसी वास्तविक कार्य स्थितियों के अनुसार लचीले ढंग से समायोजित किया जा सकता है। इस अंतरिक्ष वेग सीमा के भीतर, उत्प्रेरक स्थिर डीऑक्सीडेशन प्रदर्शन बनाए रख सकता है, जो न केवल बड़े पैमाने पर निरंतर उत्पादन की आवश्यकताओं को पूरा करता है, बल्कि छोटे बैच और उच्च परिशुद्धता वाले हाइड्रोजन उत्पादन परिदृश्यों के लिए भी उपयुक्त है।

कण का आकार: दो विशिष्टताएँ उपलब्ध हैं, अर्थात् ∮3～5 मिमी और ∮4～6 मिमी। कण गोलाकार होते हैं, जिनकी सतह चिकनी और तरल होती है, जिससे इन्हें लोड करना और बदलना आसान होता है; उचित कण आकार डिजाइन बेड प्रतिरोध और संपर्क क्षेत्र को संतुलित करता है, जिससे न केवल अत्यधिक बेड प्रतिरोध के कारण ऊर्जा खपत में वृद्धि से बचा जा सकता है, बल्कि गैस और उत्प्रेरक के बीच पूर्ण संपर्क भी सुनिश्चित होता है।

थोक घनत्व: 0.75 ± 0.1 किलोग्राम/लीटर। थोक घनत्व एकसमान है, और लोडिंग के दौरान एक सघन और एकसमान परत बनाई जा सकती है, जिससे अंतराल से बचा जा सकता है, फीड गैस और उत्प्रेरक के बीच संपर्क दक्षता सुनिश्चित होती है, और विभिन्न आयतनों वाले उत्प्रेरक रिएक्टरों के अनुकूल लोडिंग क्षमता की गणना को आसान बनाती है।

फीड गैस में ऑक्सीजन की मात्रा: ≤3%। यह उच्च ऑक्सीजन मात्रा वाली फीड गैस को पूर्व-ऑक्सीकरण उपचार के बिना भी संसाधित कर सकता है, जिससे उत्पादन प्रक्रिया काफी सरल हो जाती है और प्रारंभिक उपकरण निवेश कम हो जाता है; यदि फीड गैस में ऑक्सीजन की मात्रा 3% से अधिक हो जाती है, तो स्पेस वेलोसिटी या हीटिंग को समायोजित करके डीऑक्सीकरण प्रभाव को मानक के अनुरूप सुनिश्चित किया जा सकता है।

ऑक्सीकरण-मुक्ति की गहराई: ≤0.5×10⁻⁶V/V (अर्थात, ≤0.5ppm)। ऑक्सीकरण-मुक्ति की सटीकता उच्च है, जो हाइड्रोजन में ऑक्सीजन की अशुद्धियों को अत्यंत निम्न स्तर तक कम कर सकती है, हाइड्रोजन की शुद्धता पर उच्च आवश्यकताओं वाले इलेक्ट्रॉनिक्स और वैज्ञानिक अनुसंधान जैसे क्षेत्रों की जरूरतों को पूरा करती है, और उत्पाद की गुणवत्ता और उत्पादन सुरक्षा सुनिश्चित करती है।

सेवा अवधि: ≥3 वर्ष। सामान्य कार्य परिस्थितियों में (स्वच्छ फीड गैस और अनुरूप परिचालन मापदंडों के साथ), उत्प्रेरक 3 वर्ष से अधिक समय तक निरंतर और स्थिर रूप से कार्य कर सकता है। साधारण पैलेडियम उत्प्रेरकों की तुलना में, सेवा अवधि 30% से अधिक बढ़ जाती है, जिससे प्रतिस्थापन की आवृत्ति और रखरखाव लागत में काफी कमी आती है, और उत्पादन पर शटडाउन का प्रभाव कम होता है।

हांगबो द्वारा निर्मित विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए Pd-Al₂O₃ प्रकार के पैलेडियम उत्प्रेरक का मुख्य कार्य हाइड्रोजनीकरण और ऑक्सीकरण है। विभिन्न अनुप्रयोग परिदृश्यों के अनुसार, इसे मुख्य रूप से दो अनुप्रयोग कार्यों में विभाजित किया गया है, जिसमें सरल और सुविधाजनक संचालन प्रक्रिया है, जो विभिन्न प्रक्रिया आवश्यकताओं के अनुकूल है:

(1) हाइड्रोजन में ऑक्सीकरण के लिए उपयोग किया जाता है

यह उत्प्रेरक हाइड्रोजन उत्पादन प्रक्रियाओं में हाइड्रोजन उत्पादों के गहन विऑक्सीकरण उपचार के लिए विशेष रूप से उपयुक्त है, और हाइड्रोजन की शुद्धता सुनिश्चित करने के लिए हाइड्रोजन से ऑक्सीजन अशुद्धियों को सीधे हटाने के लिए इसका उपयोग किया जा सकता है। इसकी विऑक्सीकरण क्रियाविधि उत्प्रेरक रूपांतरण प्रकार की है, जिसमें रासायनिक अधिशोषण और अन्य विधियों की सहायता की आवश्यकता नहीं होती है, यह ऑक्सीजन को पूरी तरह से जल में परिवर्तित कर सकता है, और कोई द्वितीयक अशुद्धियाँ उत्पन्न नहीं होती हैं। पारंपरिक उत्प्रेरकों की तुलना में, इस उत्प्रेरक का प्रमुख लाभ यह है कि पहले उपयोग के लिए किसी जटिल सक्रियण उपचार की आवश्यकता नहीं होती है, जिससे प्रारंभ प्रक्रिया सरल हो जाती है: उपयोग से पहले, उत्प्रेरक रिएक्टर बेड में ऑक्सीजन और हाइड्रोजन के मिश्रण से विस्फोटक गैस बनने से बचने के लिए केवल हवा को शुष्क नाइट्रोजन (N₂) से पूरी तरह से बदलना आवश्यक है। प्रतिस्थापन के बाद, फीड गैस को सीधे डाला जा सकता है, और उत्प्रेरक तेजी से उत्प्रेरक प्रतिक्रिया शुरू कर सकता है जिससे निरंतर विऑक्सीकरण प्राप्त होता है।

(2) अन्य अक्रिय गैसों के हाइड्रोजनीकरण और ऑक्सीकरण के लिए प्रयुक्त

हाइड्रोजन में डीऑक्सीडेशन के अलावा, इस उत्प्रेरक का उपयोग नाइट्रोजन, आर्गन और अमोनिया जैसी अक्रिय गैसों के हाइड्रोजनीकरण और डीऑक्सीडेशन उपचार के लिए भी व्यापक रूप से किया जा सकता है, जो उच्च-शुद्धता वाली अक्रिय गैसों की आवश्यकता वाले उत्पादन परिदृश्यों के लिए उपयुक्त है। विशिष्ट संचालन प्रक्रिया इस प्रकार है: सबसे पहले, उत्प्रेरक को उत्प्रेरक रिएक्टर में समान रूप से भरें ताकि बेड समतल और अंतराल रहित हो; फिर बेड में हवा को पूरी तरह से शुष्क नाइट्रोजन से बदलें ताकि हवा में मौजूद ऑक्सीजन और नमी उत्प्रेरक की गतिविधि को प्रभावित न करें; प्रतिस्थापन के बाद, सामान्य तापमान की स्थिति में, लगभग 1-2 घंटे के लिए 100-300hr⁻¹ की स्पेस वेलोसिटी पर शुद्ध हाइड्रोजन डालें, हाइड्रोजन के माध्यम से उत्प्रेरक की उत्प्रेरक गतिविधि को सक्रिय करें और सक्रियण प्रारंभ करें; सक्रियण के बाद, ऑक्सीजन अशुद्धियों वाली अक्रिय गैस डाली जा सकती है, और हाइड्रोजन से ऑक्सीजन का अनुपात (H₂:O₂>2:1) नियंत्रित किया जा सकता है ताकि ऑक्सीजन का पूर्ण रूपांतरण सुनिश्चित हो सके, अक्रिय गैसों का गहन डीऑक्सीडेशन हो सके और बाद की उत्पादन प्रक्रियाओं की आवश्यकताओं को पूरा किया जा सके।

होंगबो पीडी-अल₂ओ₃ प्रकार का पैलेडियम उत्प्रेरक (एचएम-1 प्रकार) अपनी उत्कृष्ट ऑक्सीकरण-रोधी क्षमता, सरल संचालन प्रक्रिया और लंबी सेवा अवधि के कारण कई औद्योगिक क्षेत्रों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। यह धातु विज्ञान, रसायन उद्योग, वैज्ञानिक अनुसंधान और इलेक्ट्रॉनिक्स जैसे प्रमुख क्षेत्रों को कवर करता है और इसकी अनुप्रयोग संभावनाएं व्यापक हैं। धातु विज्ञान उद्योग में, इसका मुख्य रूप से उपयोग धातु विज्ञान में हाइड्रोजन सुरक्षात्मक वातावरण के ऑक्सीकरण-रोधी उपचार के लिए किया जाता है, जिससे धातु प्रक्रियाओं के दौरान धातु सामग्री का ऑक्सीकरण न हो और उत्पाद की गुणवत्ता में सुधार हो। रसायन उद्योग में, यह सिंथेटिक अमोनिया और मेथनॉल जैसी रासायनिक हाइड्रोजन उत्पादन प्रक्रियाओं के लिए उपयुक्त है, हाइड्रोजन से ऑक्सीजन अशुद्धियों को दूर करता है, रासायनिक प्रतिक्रिया दक्षता और उत्पाद शुद्धता को प्रभावित करने वाली अशुद्धियों से बचाता है, और अक्रिय गैसों द्वारा संरक्षित रासायनिक उत्पादन में गहन गैस शुद्धिकरण प्राप्त करने के लिए भी इसका उपयोग किया जा सकता है। वैज्ञानिक अनुसंधान क्षेत्र में, इसका उपयोग प्रयोगशाला हाइड्रोजन उत्पादन और गैस शुद्धिकरण जैसे प्रायोगिक परिदृश्यों में किया जाता है, जो वैज्ञानिक अनुसंधान प्रयोगों के लिए उच्च-शुद्धता वाली हाइड्रोजन और अक्रिय गैसें प्रदान करता है और प्रायोगिक आंकड़ों की सटीकता सुनिश्चित करता है। इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग में, इसका उपयोग इलेक्ट्रॉनिक घटकों की उत्पादन प्रक्रिया में गैस शुद्धिकरण के लिए किया जाता है। उच्च शुद्धता वाली हाइड्रोजन और अक्रिय गैसें इलेक्ट्रॉनिक घटकों के ऑक्सीकरण को रोक सकती हैं और उत्पादों की स्थिरता और सेवा जीवन को बेहतर बना सकती हैं। विभिन्न उद्योगों में गैस शुद्धता की आवश्यकताओं में निरंतर सुधार के साथ, इस उत्प्रेरक के अनुप्रयोग परिदृश्य और भी विस्तारित होंगे, जिससे अधिक उद्योगों के उच्च गुणवत्ता वाले विकास को समर्थन मिलेगा।

पैलेडियम उत्प्रेरक के स्थिर प्रदर्शन को सुनिश्चित करने और परिवहन एवं भंडारण के दौरान नमी, प्रदूषण या क्षति से बचाव के लिए, पेशेवर पैकेजिंग और भंडारण विधियाँ अपनाई जाती हैं: उत्प्रेरक को दोहरी परत वाले प्लास्टिक बैग में वायुरोधी रूप से पैक किया जाता है, भीतरी परत रिसाव-रोधी और जलरोधी पीई बैग की होती है, और बाहरी परत घिसाव-रोधी और नमी-रोधी नायलॉन बैग की होती है, जो हवा, नमी और अशुद्धियों को प्रभावी ढंग से अलग करती है; वायुरोधी रूप से पैक किए गए उत्प्रेरक को मोटे कार्डबोर्ड बैरल या लोहे के बैरल में रखा जाता है, बैरल के मुंह को सीलिंग कवर से सील किया जाता है, बैरल के शरीर पर उत्पाद का नाम, विनिर्देश, उत्पादन तिथि, शेल्फ लाइफ और अन्य जानकारी अंकित होती है, और परिवहन के दौरान उत्प्रेरक कणों के टकराव और क्षति से बचने के लिए शॉकप्रूफ और बफर फिलिंग सामग्री का उपयोग किया जाता है। भंडारण के दौरान, अच्छी तरह से पैक किए गए उत्प्रेरक को शुष्क, हवादार और ठंडे गोदाम में, जल स्रोतों, अग्नि स्रोतों और संक्षारक पदार्थों से दूर रखा जाना चाहिए, ताकि आर्द्र और उच्च तापमान वाले वातावरण के कारण उत्प्रेरक की सक्रियता में कमी न आए; साथ ही, उत्प्रेरक कणों को चूर्ण होने से बचाने के लिए पैकेजिंग बैरल को दबाना और टकराना निषिद्ध है। निर्दिष्ट भंडारण स्थितियों के तहत बंद उत्प्रेरक की शेल्फ लाइफ 12 महीने तक हो सकती है, और प्रदर्शन को प्रभावित करने वाले हवा के लंबे समय तक संपर्क से बचने के लिए इसे खोलने के बाद जल्द से जल्द उपयोग किया जाना चाहिए।