氫是否有必要替代電能和儲能?氫和電和儲能,相互之間有聯(lián)系,但又不能完整替代另外的角色。氫的“角色價值”有三個:一是綠氫替代灰氫。其本身可節(jié)約巨大規(guī)模的化石能源,全球每年氫氣消費量9000萬噸左右(其中,中國4570萬噸左右,占全球的一半),對應的碳排放8.3億噸二氧化碳。二是在電氣化領(lǐng)域脫碳。全球工業(yè)用熱里面有1/3高溫熱源(400℃以上)缺乏經(jīng)濟可行的電氣化方案,綠氫是潛在的替代者。三是有望提高綠電消納水平,即通常說的氫儲能?!皻洹姟闭{(diào)控,可以提高綜合能效。氫獨特的優(yōu)勢,與電能是否普及、電氣化程度高低沒有必然關(guān)系催化劑的選擇和優(yōu)化是提升甲醇裂解效率的關(guān)鍵。制造甲醇裂解制氫供應商家
醇蒸汽重整是吸熱反應,可以認為是甲醇分解和一氧化碳變換反應的綜合結(jié)果。甲醇蒸汽重整制氫工藝,經(jīng)歷了多次技術(shù)改進,已相當成熟。甲醇蒸汽重整反應,重整產(chǎn)物氣經(jīng)過變壓吸附等凈化過程,可得不同規(guī)格的氫氣產(chǎn)品。甲醇蒸汽重整過程既可以使用等溫反應系統(tǒng),也可以使用絕熱反應系統(tǒng)。等溫反應系統(tǒng)采用管式反應器,管殼中充滿熱載體進行換熱,保持恒溫反應。在絕熱反應系統(tǒng)中,蒸汽與甲醇混合物經(jīng)過一系列絕熱催化劑床層。反應產(chǎn)物凈化系統(tǒng)可根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量等級要求選擇,變壓吸附及膜分離技術(shù)是非常實用的氣體凈化技術(shù)。甲醇與水蒸氣在一定的溫度、壓力條件下通過催化劑,在催化劑的作用下,發(fā)生甲醇裂解反應和一氧化碳的變換反應,生成氫和二氧化碳,這是一個多組份、多反應的氣固催化反應系統(tǒng)。(3)重整反應生成的H2和CO2,再經(jīng)過變壓吸附法(PSA)將H2和CO2分離,得到高純氫氣。工業(yè)上利用甲醇制氫有二種途徑:甲醇分解、甲醇部分氧化和甲醇蒸汽重整。甲醇蒸汽重整制氫由于氫收率高(由反應式可以看出其產(chǎn)物的氫氣組成可接近75%),能量利用合理,過程簡單,便于工業(yè)操作而更多地被采用。 吉林大型甲醇裂解制氫甲醇裂解制氫系統(tǒng)具有操作簡便、維護成本低的特點。
全球甲醇行業(yè)協(xié)會首席趙凱在“氫能與綠色燃料分論壇”分論壇上表示,積極發(fā)展綠色甲醇的同時,通過綠氫耦合煤化工促進傳統(tǒng)甲醇生產(chǎn)過程脫碳尤為重要。趙凱在報告中指出,作為結(jié)構(gòu)簡單的醇類分子,甲醇來源豐富。我國是甲醇生產(chǎn)國、消費國、進口國及燃料應用國。2022年我國甲醇產(chǎn)能超過1億噸,年消費達9224萬噸,全年甲醇進口量超過1000萬噸。煤制甲醇仍是現(xiàn)階段我國甲醇生產(chǎn)的主要方式,由此產(chǎn)生的碳排放量近2億噸/年。對于綠色甲醇的定義,趙凱提出:“首先,綠色甲醇的生產(chǎn)需采用綠氫和生物質(zhì)這類可再生能源作為原料,同時還需對甲醇從原料端到應用端展開全生命周期碳足跡核查,只有碳排放量低于閾值的甲醇才可被認定為綠色甲醇或可再生甲醇。目前全球甲醇協(xié)會正在加緊制定全球甲醇碳足跡核查及綠色甲醇認證標準?!?/p>
甲醇蒸汽重整是吸熱反應,可以認為是甲醇分解和一氧化碳變換反應的綜合結(jié)果。甲醇蒸汽重整制氫工藝,經(jīng)歷了多次技術(shù)改進,已相當成熟。甲醇蒸汽重整過程既可以使用等溫反應系統(tǒng),也可以使用絕熱反應系統(tǒng)。等溫反應系統(tǒng)采用管式反應器,管殼中充滿熱載體進行換熱,保持恒溫反應。在絕熱反應系統(tǒng)中,蒸汽與甲醇混合物經(jīng)過一系列絕熱催化劑床層,床層之間配備換熱器。反應產(chǎn)物凈化系統(tǒng)可根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量等級要求選擇,變壓吸附及膜分離技術(shù)是非常實用的氣體凈化技術(shù)。將氫儲存在甲基環(huán)己烷和甲苯等有機液體中是儲氫和運輸氫的重要方向??蒲腥藛T用鎳和錫取代鉑,研發(fā)出一種新型的脫氫催化劑,且對儲氫載體沒有破壞作用,可重復使用。鎳可作為氫化和脫氫反應催化劑,在未經(jīng)修飾的情況下具有極高的催化活性,會導致載體分子被破壞??蒲腥藛T用錫對鎳基催化劑進行改性。在用甲基環(huán)己烷作為氫載體的試驗中,350℃的溫度下,該催化劑作用下的脫氫效率達%。%是副產(chǎn)品苯和甲烷,降低了苯和甲烷濃度。下一步,科研人員將研究在新一代液態(tài)有機氫載體環(huán)境加氫和脫氫催化劑。 甲醇裂解制氫系統(tǒng),具備良好的自動化操作性。
甲醇制氫在能源產(chǎn)業(yè)中的應用主要體現(xiàn)在清潔能源供應方面。甲醇作為一種可儲存和運輸?shù)臍湓矗梢酝ㄟ^制氫技術(shù)轉(zhuǎn)化為氫氣,為能源產(chǎn)業(yè)提供清潔、高效的能源解決方案。在能源短缺或不穩(wěn)定的情況下,甲醇制氫技術(shù)可以作為一種可靠的能源替代方案,滿足能源產(chǎn)業(yè)對氫氣的需求。甲醇制氫在化工生產(chǎn)中具有廣泛應用。氫氣是許多化工反應的重要原料,而甲醇制氫技術(shù)可以提供穩(wěn)定、純凈的氫氣供應。通過甲醇制氫技術(shù),化工企業(yè)可以實現(xiàn)氫氣的自給自足,降低對外部氫氣供應的依賴,并提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。高溫重整制氫是一種常用的氫氣生產(chǎn)方法,其原理主要涉及到兩個步驟:重整反應和水氣反應。吉林甲醇裂解制氫設計
甲醇蒸汽重整過程既可以使用等溫反應系統(tǒng),也可以使用絕熱反應系統(tǒng)。制造甲醇裂解制氫供應商家
綠氫,是通過風能或太陽能等可再生清潔能源發(fā)電,再利用這些清潔電能,以電解水方式制取氨氣。綠氨在制取討程中基本不產(chǎn)生溫室氣體,是目前復能發(fā)展的主要趨勢,解決了氫能的來源和制職成本問題,就要考慮如何把復能送達各類應用場景并創(chuàng)新氫能利用方式。儲存和運輸,始終是人類能源利用的技術(shù)課題。復氣密度小、易燃,因而體運成本高,存在安全,長期以來影響著氫能利用。為此,科學家們正嘗試將氫轉(zhuǎn)化為易健易運的氨或甲醇,進而實現(xiàn)綠氫大規(guī)摸應用。比如,以經(jīng)典的哈伯一博施工藝借助氟氣及氫氣制取氨氣,或利用新興的電化學常壓低能耗合成氨技術(shù),實現(xiàn)“氫氨融合”,豐富了化肥工業(yè)等傳統(tǒng)用氯行業(yè)及綠氨摻混發(fā)電、綠色船用然科等下游新興領(lǐng)域的能源供給。另外,利用綠氫和二氧化碳合成綠色甲醇,也能實現(xiàn)氫能整體的全周期近零排放。目前全球市場對綠色甲酶、綠氨、柴油等綠色清潔液體燃米需求巨大,相關(guān)產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)能有待進一步提高,綠色清潔液體燃料前景廣闊,有望成為更具經(jīng)濟性的綠氫消納利用新路徑。制造甲醇裂解制氫供應商家