膜重整制氢的原理与设计

膜重整是指燃料的重整反应在有色金属把或其合金膜的反应器内进行。把膜能将氢气从混合气体中分离出来，其选择率为100%,把膜提供了简便高效的氢气分离途径。
由于第三步气体原子是在把晶格间的扩散，只有氢原子才能进行，因而膜分离能获得纯度很高的氢气。但把膜也存在一些缺点。在300℃以下，根据渗人氢的浓度变化，把有一相转变，其所引起的晶格膨胀、收缩变化，导致把膜变脆、断裂。把银合金在一定程度上克服了这种不足。在启动、运行、停机各个阶段，如果需要对膜加热、冷却，必须在纯净气体或真空状态下进行，并应避免任何急剧的温度和压力变化。进料中不能有硫化物、氯化物、溴化物和不饱和烃。
把膜连续不断地去除催化反应器内的氢气，使重整反应在低温也能获得较高的转化率。产物氢气的纯度能达到100%。但其压力较低，因为渗透率与膜两边的压力的平方根之差成正比。与普通重整工艺相比，膜重整减少了WGS反应器和气体净化器，但氢气需要压缩。膜重整反应器的一个缺点是把的价格高。另外，与催化重整反应的速率相比，膜的渗透速率低。提高膜的渗透速率是开发膜重整器的关键。大幅度提高渗透速率的唯一途径是减少膜的厚度。现已有人研究有载体的超薄把膜。
膜重整反应器的设计较复杂，要考虑的因素包括进料性质、进料速度、渗透压力及膜的渗透速率等。