天然氣制氫方法主要有熱裂解法、催化裂解法和重整法等。熱裂解法熱裂解法是將天然氣在高溫下分解為氫氣和碳,常用反應(yīng)溫度在800度至1000度之間。催化裂解法催化裂解法是在催化劑的作用下將天然氣在低溫下分解為氫氣和碳。由于反應(yīng)溫度較低,能量損失小。催化劑通常是鉅、鉑、銘等貴金屬催化劑。重整法是利用天然氣進(jìn)行催化重整反應(yīng),其原理是將天然氣與水蒸氣加熱至高溫,經(jīng)過(guò)反應(yīng)后得到大量的氫氣和一定量的CO2。重整反應(yīng)通常采用鎳為催化劑。天然氣制氫工藝流程主要包括凈化系統(tǒng)與轉(zhuǎn)化系統(tǒng)和提純系統(tǒng)。凈化系統(tǒng)主要包括對(duì)原料氣的烯烴、含硫進(jìn)行凈化,原因是轉(zhuǎn)化催化劑的敏感。轉(zhuǎn)化系統(tǒng)主要是以凈化氣、蒸汽在轉(zhuǎn)化催化劑的作用下,轉(zhuǎn)化成氫氣、CO/CO2,然后經(jīng)過(guò)以Fe3O4為催化劑使得CO轉(zhuǎn)化成C02和氫氣,經(jīng)過(guò)凈化系統(tǒng),得到純度較高的氫氣。天然氣制氫技術(shù)特點(diǎn):(1)技術(shù)成熟,運(yùn)行安全可靠。(2)操作簡(jiǎn)單,自動(dòng)化程度高。(3)運(yùn)行成本低廉,回收期短。(4)低氮排放技術(shù),滿足環(huán)境保護(hù)要求。(5)優(yōu)化圓筒爐結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,可靠性高。(6)PSA解吸氣全回?zé)?,降低燃料消耗,減少?gòu)U氣排放。(7)裝置設(shè)備高度集成化,實(shí)現(xiàn)撬塊化,占地小,工期短。天然氣制氫設(shè)備可以為氫能源的發(fā)展提供更多的選擇和支持。上海大型天然氣制氫設(shè)備
解決了氫能的來(lái)源和制取成本問(wèn)題,就要考慮如何把氫能送達(dá)各類應(yīng)用場(chǎng)景并創(chuàng)新氫能利用方式。儲(chǔ)存和運(yùn)輸,始終是人類能源利用的技術(shù)課題。氫氣密度小、易燃,因而儲(chǔ)運(yùn)成本高,存在安全,長(zhǎng)期以來(lái)影響著氫能利用。為此,科學(xué)家們正嘗試將氫轉(zhuǎn)化為易儲(chǔ)易運(yùn)的氨或甲醇,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)綠氫大規(guī)模應(yīng)用。比如,以經(jīng)典的哈伯—博施工藝借助氮?dú)饧皻錃庵迫“睔?,或利用新興的電化學(xué)常壓低能耗合成氨技術(shù),實(shí)現(xiàn)“氫氨融合”,豐富了化肥、工業(yè)等傳統(tǒng)用氨行業(yè)及綠氨摻混發(fā)電、綠色船用燃料等下游新興領(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(shí)現(xiàn)氫能整體的全周期近零排放。目前全球市場(chǎng)對(duì)綠色甲醇、綠氨、柴油等綠色清潔液體燃料需求巨大,相關(guān)產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)能有待進(jìn)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(jì)性的綠氫消納利用新路徑。 上海大型天然氣制氫設(shè)備綠色發(fā)展越來(lái)越成為全球共同的發(fā)展理念。
在合成氨、甲醇的生產(chǎn)中,為防止催化劑中毒,保證產(chǎn)品質(zhì)量,原料氣中硫化物等毒物必須預(yù)先去除,使雜質(zhì)含量降低至符合要求。煉廠用氫的純度和壓力對(duì)加氫處理單元的設(shè)計(jì)和操作有著的影響。通常煉廠基于經(jīng)濟(jì)性、操作靈活性、可靠性以及易于未來(lái)流程拓展的原則來(lái)選取合適的氫氣分離技術(shù)。在冶金和陶瓷工業(yè),氫氣可用于有色金屬(鈦、鎢、鉬等)的還原制取,防止金屬或陶瓷(TiO2、Al2O3、BeO等)材料在高溫煅燒時(shí)被燒結(jié)或被氧化;在玻璃工業(yè),氫氣可防止錫槽中的液態(tài)錫被氧化而增加錫耗;在半導(dǎo)體工業(yè),氫氣可用于晶體和襯底的制備、氧化、退火、外延、干蝕刻以及化學(xué)氣相沉積工序。由于氫氣與上述行業(yè)中產(chǎn)品直接接觸,氫氣的純度和雜質(zhì)含量普遍要求較高,目前大多數(shù)廠家采用電解水制氫或外購(gòu)高純氫等方式來(lái)滿足生產(chǎn)需求。很多對(duì)氫氣純度和雜質(zhì)要求極為苛刻的廠家還配置了氫氣純化器進(jìn)一步純化氫氣。
電解槽:電解槽是制氫站的設(shè)備,通過(guò)電解水制取氫氣和氧氣。如果電解槽的密封不良或設(shè)備損壞,可能會(huì)導(dǎo)致氫氣泄漏。氣體冷卻器:在純化后的氫氣需要經(jīng)過(guò)冷卻器降溫。如果冷卻器發(fā)生泄漏,可能會(huì)造成氫氣排放。為防止這種情況,應(yīng)強(qiáng)化冷卻器的設(shè)計(jì)和操作,并定期進(jìn)行維護(hù)和檢查。壓縮機(jī):壓縮機(jī)也是制氫站中容易出現(xiàn)氫氣泄漏的設(shè)備。設(shè)備的振動(dòng)或操作不當(dāng)都可能導(dǎo)致泄漏。儲(chǔ)罐區(qū):儲(chǔ)罐區(qū)也是氫氣泄漏的易發(fā)區(qū)域。如果儲(chǔ)罐存在缺陷或維護(hù)不當(dāng),如儲(chǔ)罐密封墊片老化、破裂,或者儲(chǔ)罐內(nèi)部腐蝕、磨損等,都可能導(dǎo)致氫氣泄漏。充裝口/卸料口:這些部件的密封性能不佳或老化可能會(huì)導(dǎo)致氫氣泄漏。例如,閥門密封墊片老化、破裂,或者閥門操作不當(dāng)都可能引起氫氣泄漏。根據(jù)天然氣參加反應(yīng)的不同,可以分為傳統(tǒng)水蒸氣重整制氫,部分氧化反應(yīng)制氫,自熱重整制氫三種制氫工藝。
傳統(tǒng)的能源生產(chǎn)方式往往會(huì)產(chǎn)生大量的污染物和溫室氣體,對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重影響。而制氫設(shè)備采用清潔能源,如太陽(yáng)能、風(fēng)能等,可以實(shí)現(xiàn)零排放的生產(chǎn)過(guò)程。這不僅有助于減少空氣和水污染,還有助于降低全球溫室氣體排放,應(yīng)對(duì)氣候變化。其次,制氫設(shè)備在社會(huì)責(zé)任方面也發(fā)揮著重要作用。制氫設(shè)備可以為社會(huì)提供可再生能源,為各行各業(yè)提供清潔能源解決方案。這不僅有助于減少對(duì)有限資源的依賴,還可以促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。同時(shí),制氫設(shè)備的推廣還可以創(chuàng)造就業(yè)機(jī)會(huì),提高當(dāng)?shù)鼐用竦纳钯|(zhì)量。為了實(shí)現(xiàn)制氫設(shè)備的可持續(xù)發(fā)展,我們需要制定一系列戰(zhàn)略和計(jì)劃。我們應(yīng)該加大對(duì)制氫設(shè)備的研發(fā)投入,不斷提高其技術(shù)水平和效率。通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新,我們可以減少制氫設(shè)備的成本,提高其競(jìng)爭(zhēng)力,從而更好地滿足市場(chǎng)需求。甲醇蒸汽重整過(guò)程既可以使用等溫反應(yīng)系統(tǒng),也可以使用絕熱反應(yīng)系統(tǒng)。上海大型天然氣制氫設(shè)備
。氫氣需要壓縮到可用的空間中,以存儲(chǔ)足夠的量,來(lái)滿足車輛的工作循環(huán)要求。上海大型天然氣制氫設(shè)備
天然氣制氫裝置中氫氣提純工藝主要是在適當(dāng)條件下,將活性炭、氧化鋁等組成吸附床,并用吸附床將變換氣中各雜質(zhì)組分在適當(dāng)?shù)膲毫l件下進(jìn)行吸附,不易被吸附的氫氣就從吸附塔的出口輸出,從而實(shí)現(xiàn)氫氣的提純?!熬G色甲醇的產(chǎn)業(yè)規(guī)模還很小,市場(chǎng)仍處于布局階段,即使現(xiàn)在宣布的綠色甲醇產(chǎn)能全部得到釋放,也很難滿足甲醇船舶增長(zhǎng)對(duì)綠色燃料的需求。”在市場(chǎng)著眼于綠色甲醇產(chǎn)能擴(kuò)張的同時(shí),行業(yè)要堅(jiān)持“兩條腿走路”:一方面。積極拓展甲醇應(yīng)用市場(chǎng),讓更多認(rèn)識(shí)到甲醇的優(yōu)勢(shì),傳統(tǒng)甲醇和綠色甲醇在性能上沒(méi)有區(qū)別,接受傳統(tǒng)甲醇向綠色甲醇過(guò)渡的路徑;另一方面。著力提升綠色甲醇技術(shù)和經(jīng)濟(jì)可行性,等到綠色甲醇能夠完全滿足市場(chǎng)需求時(shí),替代傳統(tǒng)甲醇,實(shí)現(xiàn)減碳目標(biāo)。上海大型天然氣制氫設(shè)備