天然氣既是原料氣也是燃料氣,無需運(yùn)輸,氫能耗低,消耗低,氫氣成本。自動(dòng)化程度高,安全性能高。天然氣制氫較高,適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。天然氣制氫是一種通過利用化學(xué)反應(yīng)來將天然氣轉(zhuǎn)化為氫氣的技術(shù)。這種技術(shù)在工業(yè)和能源領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,在生產(chǎn)出高質(zhì)量的氫氣的同時(shí),也能夠?yàn)榄h(huán)境保護(hù)事業(yè)作出貢獻(xiàn)。1、提取天然氣第一步就是從天然氣井中提取天然氣。長慶石化公司的天然氣儲(chǔ)備量很大,為了能夠利用這些儲(chǔ)備,公司從天然氣井中提取出來天然氣。據(jù)統(tǒng)計(jì),公司每天從天然氣井中提取的天然氣量達(dá)到了120萬立方米,這些天然氣主要是由甲烷和少量的乙烷組成的。2、脫硫天然氣中含有一定的硫化氫氣體,這些氣體會(huì)影響到后續(xù)的制氫工藝同時(shí)也會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。3、脫碳這一步是將天然氣中的二氧化碳去除,也是為了減少二氧化碳對(duì)后續(xù)制氫過程的影響。4、制氫將經(jīng)過脫硫和脫碳的天然氣送入蒸汽重整反應(yīng)器中與蒸汽進(jìn)行作用,反應(yīng)生成氫氣。在這一步中,天然氣中的甲烷與水化合反應(yīng),產(chǎn)生氫氣和氧化碳。絕熱條件下,天然氣制氫,這種天然氣制氫方式更適用于小規(guī)模的制取氫。大型天然氣制氫設(shè)備怎么樣
陰離子交換膜電解水技術(shù)(AEM):能夠生產(chǎn)低成本的氫氣,需突破關(guān)鍵材料技術(shù)限制。電解槽結(jié)構(gòu)類似于PEM電解槽,主要由陰離子交換膜、過渡金屬催化電極極板、氣體擴(kuò)散層和墊片等組成,常使用純水或低濃度堿溶液作為電解質(zhì)。陰離子交換膜可以傳導(dǎo)氫氧根離子,并阻隔氣體和電子直接在電極間傳遞。AEM電解水技術(shù)工作原理為,水從陽極過陰離子交換膜到陰極,接受電子產(chǎn)生氫氣和氫氧根離子,氫氧根離子穿過陰離子交換膜到陽極,釋放電子生成氧氣。氫氧根穿過陰離子交換膜回到陽極并放出電子產(chǎn)生氧氣,氧氣隨后通過氣體擴(kuò)散層與電解液一起流出。AEM電解水技術(shù)使用廉價(jià)的非貴金屬催化劑和碳?xì)淠ぃ哂谐杀镜汀㈦娏髅芏容^大等,并且可以與可再生能源耦合。目前AEM技術(shù)還處于研發(fā)階段,發(fā)展程度將取決于催化劑、聚合物膜、膜電極等關(guān)鍵材料技術(shù)的突破情況。大型天然氣制氫設(shè)備排名氫氣的輸運(yùn)成本占用氫成本的30%左右。
氫氣作為一種無色無味的氣體,能夠通過多種方式生產(chǎn),根據(jù)生產(chǎn)過程中使用的能源和產(chǎn)生的環(huán)境影響可分為不同種類。綠氫是的氫能源,通過電解可再生能源來生產(chǎn)。由于能源來自可再生來源,綠氫被認(rèn)為是應(yīng)對(duì)氣候變化的重要能源。當(dāng)供電解用的能源來自于像風(fēng),水或太陽能這樣的可再生能源時(shí),就是綠氫。紅氫與綠氫類似,也是通過電解生產(chǎn)的,但能源來自核電站。雖然會(huì)產(chǎn)生放射性廢物,但這些廢物可被回收,使得紅氫具有綠色屬性。黃氫的生產(chǎn)同樣通過電解,但其能源來自公共電網(wǎng)。然而,如果電網(wǎng)主要依賴化石燃料,黃氫的環(huán)境影響將受到限制。綠氫,是通過風(fēng)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。
天然氫是一種自然生成的、可持續(xù)的氫源自上世紀(jì)初以來,進(jìn)行石油礦物開采時(shí)常發(fā)現(xiàn)有天然生成的氫氣逸出,地質(zhì)勘探界稱之為“天然氫”。天然氫分布于在自然界大氣圈、地殼、地幔、地下水等系統(tǒng)中。其中,分布在大陸殼、洋殼和火山熱液等地質(zhì)環(huán)境中、且可在地表檢測到較高濃度的氫源,也稱之為“地質(zhì)氫”,即地質(zhì)成因的氫。另外為與氫能中的“灰氫”、“藍(lán)氫”和“綠氫”區(qū)分開,也有報(bào)告中使用“金氫”或“白氫”來描述天然氫。相對(duì)電解制氫,天然氫開采擁有較低的成本下限。尤其對(duì)高濃度天然氫礦藏,其開采成本可遠(yuǎn)低于其他制氫途徑。天然氣制氫工藝的改進(jìn)通過對(duì)轉(zhuǎn)化爐、熱量回收系統(tǒng)等進(jìn)行改造可以實(shí)現(xiàn)成本節(jié)約、降低對(duì)天然氣原料的消耗,這種技術(shù)通過對(duì)原料的消耗,這種技術(shù)通過對(duì)天然氣加氫脫硫和在轉(zhuǎn)化爐中放置適量的特殊催化劑進(jìn)行裂解重整,生成二氧化碳、氫氣和一氧化碳的轉(zhuǎn)化氣,之后再進(jìn)行熱量回收,經(jīng)一氧化碳變換降低轉(zhuǎn)化氣中一氧化碳的含量、再通過PSA變壓吸附提純就可以得到純凈的氫氣。創(chuàng)新型天然氣制氫設(shè)備推動(dòng)制氫技術(shù)進(jìn)步。
制氫方案對(duì)比選擇(1)煤炭制氫制取過程比天然氣制氫復(fù)雜,得到的氫氣成本也高。(2)由于生物制氫、生物質(zhì)制氫和富氫氣體制氫等方法制取的氫氣雜質(zhì)含量高、純度較低,不能達(dá)到GT等技術(shù)提供商的氫氣純度要求。(3)國內(nèi)多晶硅絕大多數(shù)都采用的是水電解制氫,只有中能用的是天然氣制氫,而國外應(yīng)用的更多是甲醇制氫。三種制氫方案對(duì)比:天然氣水蒸汽重整制氫、甲醇水蒸汽重整制氫、電解水制氫大型制氫:天然氣水蒸汽重整制氫占主導(dǎo)地位:(1)天然氣既是原料氣也是燃料氣,無需運(yùn)輸,氫能耗低,消耗低,氫氣成本。(2)自動(dòng)化程度高,安全性能高。(3)天然氣制氫投資較高,適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。氫能因其大規(guī)模和長期的應(yīng)用優(yōu)勢(shì),在終端能源需求中的潛在占比預(yù)計(jì)可達(dá)15%至20%。高科技天然氣制氫設(shè)備公司
天然氣制氫設(shè)備是氫氣工業(yè)化生產(chǎn)的關(guān)鍵裝備。大型天然氣制氫設(shè)備怎么樣
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。“綠色甲醇的產(chǎn)業(yè)規(guī)模還很小,市場仍處于布局階段,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對(duì)綠色燃料的需求。”在市場著眼于綠色甲醇產(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,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有區(qū)別,接受傳統(tǒng)甲醇向綠色甲醇過渡的路徑;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需求時(shí),替代傳統(tǒng)甲醇,實(shí)現(xiàn)減碳目標(biāo)。大型天然氣制氫設(shè)備怎么樣