在众多清洁能源中，氢能是一种清洁、无碳、灵活高效的新能源，氢能具有良好的发展前景，可以直接作为能源使用，也可以作为化学能和电能之间清洁高效转换的载体，这使得氢能具有巨大的潜力。 氢气具有特殊的物理性质，因此不能直接从自然界获得，目前制氢的原料主要来自化石能源、水和工业废气。
随着化学技术的不断发展，研究人员提出了多种制氢方法，如天然气制氢、甲醇制氢、焦炉煤气制氢、水电解制氢等，制氢纯度分别为。 500%~99.999%，主要杂质气体有CH4 CO CO2 N2、CH3OH CO2 H2O、CH4 CO2 N2、O2 H2O，经净化后通常采用氢气原料气，根据应用要求选择氢气纯度，通常采用吸附分离技术去除氢气中的杂质。 变压吸附（PSA）、低温蒸馏和膜分离主要有三种工艺，其中PSA制氢技术具有成本低、能耗低、效率高等特点，在工业制氢方面具有良好的前景。 PSA技术根据不同气体组分在不同压力条件下吸附能力的差异，选择相对高压吸附和低压解吸，从而实现气体分离净化。
变压吸附工艺主要分为真空变压吸附（VPSA）和快速变压吸附（RPSA）。 PSA循环通常包括吸附、均衡、反向放电、再生（真空）和最终充电等步骤。 VPSA增加反向放电后的真空阶梯，以增强吸收剂附着力的解吸和再生效果。 RPSA使用更高的压力变化率和更短的循环时间，以实现更快的吸附和解吸。 因此，吸附剂必须具有较高的吸附能力和快速的吸附和解吸性能。 本研究以活性炭和5A分子筛为吸附剂，模拟了六塔RPSA工艺的制氢过程，研究了进料流量、冲洗流量比和吸附剂填充高度比对RPSA性能的影响。 结果表明，RPSA工艺产氢率高但回收率低，需要搭配可快速吸附和解吸的吸附剂，避免资源浪费。 此外，影响变压热吸附制氢性能的工艺变量包括进料时间、入口压力、吸附时间、吹扫时间和吸附床数。
吸附剂的选择
吸附剂的选择对PSA制氢性能至关重要，常用的吸附剂有沸石、活性炭、碳分子筛（CMS）、金属有机骨架（MOFS）和活性氧化铝。 PSA吸氢剂的特性和吸附特性见表2。 根据吸附剂对不同气体成分的选择性，研究人员经常使用多种吸附剂作为层流床填充吸附剂来处理复杂的原料气，例如用沸石吸收 CO、N2 和活性炭吸收 CO2 和 CH4
PSA制氢工业应用
近年来，我国的变压吸附制氢技术日趋成熟。 例如，西南化工研究设计院建成的PSA提纯氢气产业厂房1000余套，在PSA制氢领域处于领先地位，为大型炼化化工、现代煤化工和氢能产业的发展提供了有力支撑。 PSA技术可应用于分布式制氢和加氢一体化装置。
PSA制氢具有广阔的应用前景，未来将向高效、低能耗、智能化、新材料方向发展。