氫能是“多彩”的。根據不同制取方式,氫能可分為綠氫、灰氫、藍氫、紫氫、金氫等。其中,灰氫來自煤炭制氫、天然氣制氫、工業(yè)副產氫氣,屬于直接制氫,成本較低,但需要消耗煤、天然氣等化石能源,會產生大量二氧化碳。目前,灰氫產量約占全球氫氣產量的九成以上。藍氫則是在灰氫基礎上,將制備過程中排放的二氧化碳副產品捕獲、利用和封存。紫氫是利用核能進行大規(guī)模電解水制氫。近年來,地質學家還發(fā)現(xiàn)了金氫,它由地下水與地下橄欖石(一種呈綠色的鎂鐵硅酸鹽)等礦物相互作用,使水被還原為氧氣和氫氣。在這一過程中,氧氣與礦物中的鐵結合,氫氣則逃逸到周圍的巖石中,并利用地下礦石的石化過程不斷再生氫氣。金氫因其地質儲藏勘測和開采難度極大,目前尚未得到充分開發(fā)利用。 氫氣的輸運是氫能產業(yè)能否大規(guī)模應用的關鍵因素。云南耐高溫天然氣制氫設備
天然氣高溫裂解制氫是天然氣經高溫催化分解為氫和碳該過程。由于不產生二氧化碳被認為是連接化石燃料和可再生能源之間的過渡工藝過程。天然氣自熱重整制氫。該工藝同重整工藝相比,變外供熱為自供熱,反應熱量利用較為合理,原理是在反應器中耦合了放熱的天然氣反應和強吸熱的天然氣水蒸汽重整反應反應體系本身可實現(xiàn)自供熱。另外,由于自熱重整反應器中強放熱反應和強吸熱反應分步進行,因此反應器仍需耐高溫的不修銹鋼管做反應器這就使得天然氣自熱重整反應過程具有裝置成本高,生產能力低等缺點。天然氣制氫的副產品有從氯堿工業(yè)副產氣、煤化工焦爐煤氣、合成氨產生的尾氣。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。天然氣絕熱轉化制氫將空氣作為氧氣來源,同時利用含氧分布器可以解決催化劑床層熱點問題和能量的分配,隨著床層熱點的降低,催化材料的反應穩(wěn)定性也得到較大的提高。天然氣絕熱轉化制氫工藝流程簡單、操作方便。 黑龍江國內天然氣制氫設備氫能因其大規(guī)模和長期的應用優(yōu)勢,在終端能源需求中的潛在占比預計可達15%至20%。
天然氣部分氧化制氫。天然氣催化部分氧化制合成氣,相比傳統(tǒng)的蒸汽重整方法比,該過程能耗低,采用極其廉價的耐火材料堆砌反應器但天然氣催化部分氧化制氫因大量純氧而增加了昂貴的空分裝置制氧成本。采用高溫無機陶瓷透氧膜作為天然氣催化部分氧化的反應器,將廉價制氧與天然氣催化部分氧化制氨結合同時進行。天然氣制氫工藝流程主要包括凈化系統(tǒng)與轉化系統(tǒng)和提純系統(tǒng)。凈化系統(tǒng)主要包括對原料氣的烯烴、含硫進行凈化,原因是轉化催化劑的敏感。轉化系統(tǒng)主要是以凈化氣、蒸汽在轉化催化劑的作用下,轉化成氫氣、CO/CO2,然后經過以Fe3O4為催化劑使得CO轉化成C02和氫氣,經過凈化系統(tǒng),得到純度較高的氫氣。天然氣制氫技術特點:(1)技術成熟,運行安全可靠。(2)操作簡單,自動化程度高。(3)運行成本低廉,回收期短。(4)低氮排放技術,滿足環(huán)境保護要求。(5)優(yōu)化圓筒爐結構,結構簡單,可靠性高。(6)PSA解吸氣全回燒,降低燃料消耗,減少廢氣排放。(7)裝置設備高度集成化,實現(xiàn)撬塊化,占地小,工期短。
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行催化重整反應,其原理是將天然氣與水蒸氣加熱至高溫,經過反應后得到大量的氫氣和一定量的CO2。重整反應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)與轉化系統(tǒng)和提純系統(tǒng)。凈化系統(tǒng)主要包括對原料氣的烯烴、含硫進行凈化,原因是轉化催化劑的敏感。轉化系統(tǒng)主要是以凈化氣、蒸汽在轉化催化劑的作用下,轉化成氫氣、CO/CO2,然后經過以Fe3O4為催化劑使得CO轉化成C02和氫氣,經過凈化系統(tǒng),得到純度較高的氫氣。天然氣制氫技術特點:(1)技術成熟,運行安全可靠。(2)操作簡單,自動化程度高。(3)運行成本低廉,回收期短。(4)低氮排放技術,滿足環(huán)境保護要求。(5)優(yōu)化圓筒爐結構,結構簡單,可靠性高。(6)PSA解吸氣全回燒,降低燃料消耗,減少廢氣排放。(7)裝置設備高度集成化,實現(xiàn)撬塊化,占地小,工期短。根據天然氣參加反應的不同,可以分為傳統(tǒng)水蒸氣重整制氫,部分氧化反應制氫,自熱重整制氫三種制氫工藝。
評估甲醇制氫設備的生命周期成本時需要綜合考慮多方因素,包括設備購置成本、運營成本、維護成本、燃料成本、人工成本等。同時,還需要考慮設備的使用壽命、折舊率、殘值等因素,以得出設備的全生命周期成本。在眾多因素中,甲醇制氫設備的運營成本和維護成本是評估其經濟性的重要指標。首先,運營成本主要包括甲醇原料成本、工藝能耗成本以及人工成本等。其中,甲醇原料成本是運營成本的主要部分。甲醇價格的波動會直接影響制氫成本,進而影響到運營成本的穩(wěn)定性。工藝能耗成本則受到生產工藝和設備水平的影響,一般占比約20%。人工成本則涉及設備運行和維護所需的人員工資和相關費用。而維護成本主要包括設備定期維護、保養(yǎng)和修理等費用。這些費用與設備的維護周期、維護內容以及維護所需的材料和人工等因素有關。通常,維護成本也約占制氫總成本的20%左右,在進行具體的經濟評估時,需要根據實際情況進行詳細分析和測算。此外,為了降低甲醇制氫設備的運營成本和維護成本,可以采取一些措施,如優(yōu)化生產工藝、提高設備效率、加強設備維護和管理、合理采購和儲存原料等。,這些措施有助于降低能耗、減少故障和停機時間,從而提高設備的經濟性和競爭力。天然氣制氫的副產品有從氯堿工業(yè)副產氣、煤化工焦爐煤氣、合成氨產生的尾氣。黑龍江國內天然氣制氫設備
天然氣制氫設備的優(yōu)點在于其成本低、穩(wěn)定性高、操作簡便。云南耐高溫天然氣制氫設備
氫氣泄漏不僅直接威脅到人體的安全,如可能導致皮膚高溫灼傷,而且還可能產生大量的紫外線和次生火災產生有害物質,對人體構成潛在危害。此外,高濃度的氫氣可能導致缺氧,從而對人的生命安全構成威脅。因此,我們必須采取嚴格的措施來確保制氫站的安全運行,并在發(fā)生泄漏時迅速地響應,以比較大限度地減少對人員的危害。在制氫站中,氫氣既是重要的生產要素,又潛藏著嚴重的安全。作為一種易燃易爆的氣體,氫氣的泄漏可能會引發(fā)嚴重的火災。因此,識別可能的氫氣泄漏點在制氫站的安全運行至關重要。這些可能的泄漏點主要包括電解槽、氣體冷卻器、壓縮機、儲罐區(qū)、充裝口/卸料口、管道系統(tǒng)、安全閥/泄壓閥等。為了防范這些潛在的因素,因此在這些位置需要安裝氫氣傳感器,持續(xù)監(jiān)測這些區(qū)域的氣體濃度。云南耐高溫天然氣制氫設備
天然氣制氫優(yōu)勢 - 成本效益:天然氣制氫在成本方面具有較強競爭力。首先,天然氣價格相對穩(wěn)定,與石油等能源價格波動相關性較弱。在許多地區(qū),天然氣供應基礎設施完善,采購成本可控。其運輸和儲存也較為成熟,可通過管道、壓縮天然氣(CNG)或液化天然氣(LNG)等多種方式便捷輸送。與部分新興制氫技術相比,天然氣制氫裝置的建設和運營成本相對較低。一套中等規(guī)模的天然氣制氫設備,建設周期較短,投資回收較快。并且,通過優(yōu)化反應工藝、提高能源利用效率,還能進一步減少制氫成本,使得產出的氫氣在市場上具有價格優(yōu)勢,吸引眾多企業(yè)采用該技術獲取氫氣,用于化工生產、能源轉換等領域。。氫是宇宙中儲量為豐富的元素,也是普通燃料...