在制氫設備中,氫氣的純化可以通過物理或化學的方法來實現(xiàn),常見的氫氣純化技術有變壓吸附提純、膜分離提純、低溫分離提純、化學提純、金屬氫化法、氫化脫氫法等。需要注意的是,不同的制氫設備可能采用不同的純化方法,具體選擇取決于設備規(guī)模、原料氣成分、純化要求等因素。1,變壓吸附(PSA)是通過吸附劑在 下吸附氫氣中的雜質(zhì),然后在低壓下解吸的提純方法,適用于大規(guī)模制氫設備。2,膜分離作為一種常用的提純技術,包括鈀膜擴散法和有機中空纖維膜擴散法,是利用特殊的膜材料,通過選擇性滲透的原理,將氫氣與其他氣體分離,適用于中小規(guī)模制氫設備。3,低溫分離提純則是基于氫與其他氣體沸點差異大的原理,由于氫氣在低溫下會產(chǎn)生冷凝液化現(xiàn)象,而其他雜質(zhì)氣體則仍保持氣態(tài),從而實現(xiàn)氫氣的純化。這種方法需要消耗大量的能量,因此成本較高。4,化學提純是指通過化學反應將氫氣中的雜質(zhì)轉化為其他物質(zhì),從而實現(xiàn)氫氣的純化。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**型天然氣制氫設備設備
元素儲量豐富,來源廣,能夠滿足大規(guī)模應用需求。氫占宇宙質(zhì)量的75%,也是地球的重要組成元素之一。氫氣可以通過水電解、化石燃料重整等方法制取,氯堿、焦化、冶金等工業(yè)企業(yè)也有大量副產(chǎn)氫氣。特別是基于可再生能源發(fā)電耦合電解水制取氫氣,實現(xiàn)了全生命周期的綠色清潔,是可再生能源實現(xiàn)大規(guī)模應用的關鍵路徑之一。氫的運輸手段也十分靈活,既可以通過的交通工具如氫氣運輸車、氫氣船等進行運輸,也可以通過專門的輸氫管道進行長距離輸送。此外,氫氣還可以以一定比例摻入現(xiàn)有的天然氣管道,通過在管道下游分離出氫氣的形式進行輸送。這種方式不僅可以利用現(xiàn)有的基礎設施,降低運輸成本,還能夠在一定程度上天然氣資源緊張的問題。福建撬裝天然氣制氫設備然而因為技術創(chuàng)新少和成本較高等原因,氫能在工業(yè)應用領域的市場規(guī)模一直有限。
氫能可以發(fā)揮清潔無污染、轉化效率高等優(yōu)勢,實施傳統(tǒng)化石燃料替代,實現(xiàn)交通運輸行業(yè)低碳化轉型。在道路交通領域,燃料電池大巴、重型卡車、物流車、拖車等大功率、長續(xù)航商用車相比于純電動汽車,具有加注時間短及續(xù)航里程長等優(yōu)勢。燃料電池有軌電車除具有清潔、環(huán)保、高效等優(yōu)勢外,還無需復雜的地面供電系統(tǒng),可以大幅節(jié)省造價。在船運領域,氫及氫基燃料可實現(xiàn)對長途船運的脫碳改造,滿足國際公約和法規(guī)對船舶日趨嚴格的排放要求。在航空領域,綠氫和二氧化碳合成航空燃油,是長距離航空交通的有效脫碳方案。
中國氫能集團股份有限公司對接俄羅斯天然氣工業(yè)股份公司(下稱“俄氣”)遠東地區(qū)天然氣制氫項目。據(jù)悉,近年來,中俄合作交往頻繁且密切,尤其在能源、高鐵、核應用、生物干細胞醫(yī)療等領域。此前,俄氣已經(jīng)開始尋求中國買家,以推動公司位于俄羅斯遠東庫頁島藍氫項目的中國買家。據(jù)了解,該項目已在2022年2月完成可行性研究。到2030年,俄羅斯的清潔氫年產(chǎn)量將從200萬噸縮減至55萬噸主要用于國內(nèi)消費。該項目計劃于2024年開始運營,2026年開始投產(chǎn),為俄羅斯國內(nèi)和亞太地區(qū)供氫,年產(chǎn)氫3.65萬噸??梢?,俄羅斯似乎正努力重新規(guī)劃,將氫氣出口重新定向到中國。我國天然氣制氫始于20世紀70年代,主要為合成氨提供氫氣。
氫能是“多彩”的。根據(jù)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(chǎn)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(chǎn)生大量二氧化碳。目前,灰氫產(chǎn)量約占全球氫氣產(chǎn)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(chǎn)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(zhì)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(zhì)儲藏勘測和開采難度極大,目前尚未得到充分開發(fā)利用。 氫氣已經(jīng)在農(nóng)場的一些過程中使用,如谷物干燥、冷卻和肥料生產(chǎn)。推廣天然氣制氫設備設計
天然氣制氫設備能根據(jù)需求靈活調(diào)控氫氣產(chǎn)量。大型天然氣制氫設備設備
從汽車到船舶,從工廠到家庭,氫能出現(xiàn)在社會生產(chǎn)生活各個方面,不少大型城市開始興建加氫站等基礎設施,氫能源技術與產(chǎn)業(yè)得到大規(guī)模推廣。作為氫能生產(chǎn)大國和使用大國,有力推動氫能發(fā)展。在交通領域,2022年我國氫能源汽車保有量突破萬輛,預計到2025年有望增至10萬輛。在旺盛的需求引導下,綠氫制取的成本降低。目前,綠氫主要通過電解水來制取,成本的80%來自電解過程的能耗。根據(jù)工作原理、溫度以及所用電解池材料的不同,電解水制氫可分為堿性電解水、質(zhì)子交換膜電解水、高溫固體氧化物電解水3類。堿性電解水技術成熟度較高,具有成本優(yōu)勢,是現(xiàn)有大規(guī)模綠氫工程項目的主要方案。質(zhì)子交換膜電解水技術效率高于堿性電解水,系統(tǒng)集成簡單,但需要使用貴金屬鉑、銥等作為催化劑,目前設備成本約為堿性電解水的3倍,未來需通過新型催化劑的開發(fā)和膜電極制備技術的發(fā)展提升性價比。高溫固體氧化物電解水技術,則是在500—800攝氏度高溫下,將電能和熱能轉化為化學能(氫能),氫氣被分離出來,被認為是理論效率的電解水制氫技術。綜合來看,發(fā)展新型電解質(zhì)材料、提高關鍵材料壽命、優(yōu)化工作溫度成為電解制氫技術的發(fā)展方向。大型天然氣制氫設備設備
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(chǎn)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(chǎn)、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...