Saringan molekuler zeolit memainkan peran penting dalam proses produksi hidrogen PSA (Pressure Swing Adsorpsi), dan sifat adsorpsi selektifnya adalah kunci untuk mencapai pemurnian hidrogen yang efisien. Produksi hidrogen PSA merupakan proses adsorpsi fisik, yaitu proses pemisahan gas yang menggunakan kapasitas adsorpsi gas yang berbeda pada adsorben saringan molekuler.
Bagaimana Proses Pemurnian Hidrogen?
Karena hidrogen diterapkan di banyak sektor industri dan energi, terutama dalam sel bahan bakar dan industri elektronik, persyaratannya sangat ketat, hanya hidrogen dengan kemurnian tinggi yang dapat memenuhi permintaan ini.
Namun hidrogen yang dihasilkan dari bahan mentah seringkali mengandung uap air dan kotoran seperti karbon monoksida, karbon dioksida, metana, gas nitrogen, dan sulfida. Air dan kotoran ini dapat meracuni katalis, mengurangi efisiensi reaksi, menimbulkan korosi pada peralatan, dan menimbulkan risiko keselamatan. Oleh karena itu, proses yang berkaitan dengan pemurnian hidrogen terutama berfokus pada pengeringan dan penghilangan pengotor.
Produksi dan Pemurnian Hidrogen PSA
Produksi hidrogen PSA adalah salah satu proses pemurnian hidrogen yang paling umum digunakan di industri. Sangat cocok untuk memurnikan hidrogen-yang mengandung gas campuran seperti gas oven kokas dan syngas (reformasi gas alam, gasifikasi batubara).
Pemurnian hidrogen PSA memanfaatkan kemampuan adsorpsi selektif diferensial dari saringan molekuler di bawah tekanan tinggi, untuk memisahkan hidrogen dari gas campuran. Ukuran pori-pori saringan molekuler yang seragam memungkinkan saringan tersebut menjebak molekul pengotor yang lebih kecil, dan melepaskan molekul hidrogen yang lebih besar.
Mekanisme pengecualian ukuran-ini memastikan penghilangan air dan kotoran secara efektif, menghasilkan hidrogen ultra-murni yang sesuai untuk aplikasi kritis. Dan saringan molekuler zeolit telah menjadi landasan dalam proses ini.
Di bawah tekanan tinggi, kotoran diserap, sementara hidrogen melewatinya. Di bawah tekanan/vakum rendah, saringan molekuler menyerap (regenerasi), melepaskan kotoran. Dengan mengganti tekanan secara berkala, hidrogen dengan kemurnian tinggi dapat diperoleh secara terus menerus.
Saringan Molekuler Untuk Pemurnian Hidrogen
Pra-perlakuan udara masuk: Sebelum aliran gas campuran (mengandung hidrogen, uap air, karbon monoksida, karbon dioksida, metana, gas nitrogen, dll.) memasuki sistem PSA, saringan molekuler zeolit tipe 3A atau 4A (atau alumina aktif) diperlukan untuk menghilangkan air terlebih dahulu.
Adsorpsi tekanan tinggi: Kotoran (seperti karbon monoksida, karbon dioksida, metana, gas nitrogen, dll.) dapat diserap oleh saringan molekuler zeolit tipe 5A, dan terkadang saringan molekuler zeolit tipe 13X juga dapat digunakan dalam kombinasi.
