天然氣制氫過程會產(chǎn)生大量二氧化碳排放,對環(huán)境造成負(fù)面影響。據(jù)估算,每生產(chǎn) 1 千克氫氣,蒸汽重整制氫約排放 10-12 千克二氧化碳。為應(yīng)對這一挑戰(zhàn),碳捕集、利用與封存(CCUS)技術(shù)逐漸應(yīng)用于天然氣制氫領(lǐng)域。通過在制氫過程中捕集二氧化碳,并將其運(yùn)輸?shù)胶线m的地點(diǎn)進(jìn)行封存或利用,可***降低碳排放。此外,開發(fā)新型制氫工藝,如化學(xué)鏈重整制氫,可實(shí)現(xiàn)二氧化碳的內(nèi)分離,降低捕集成本?;瘜W(xué)鏈重整利用載氧體在不同反應(yīng)器間循環(huán),實(shí)現(xiàn)天然氣的重整和二氧化碳的分離。同時(shí),**出臺相關(guān)政策,對碳排放進(jìn)行嚴(yán)格管控,鼓勵企業(yè)采用低碳制氫技術(shù),推動天然氣制氫行業(yè)向綠色低碳方向發(fā)展。天然氣制氫設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)在于其成本低、穩(wěn)定性高、操作簡便。甲醇重整天然氣制氫設(shè)備怎么樣
天然氣蒸汽重整制氫設(shè)備是當(dāng)前工業(yè)領(lǐng)域大規(guī)模制取氫氣的主流裝置,其**由原料預(yù)處理系統(tǒng)、蒸汽重整反應(yīng)系統(tǒng)、變換反應(yīng)系統(tǒng)和氫氣提純系統(tǒng)四大部分構(gòu)成。在原料預(yù)處理階段,天然氣需先通過脫硫塔,利用氧化鋅、活性炭等脫硫劑脫除其中的硫化氫等含硫雜質(zhì),避免后續(xù)催化劑中毒。經(jīng)預(yù)處理后的天然氣與水蒸氣按一定比例混合,進(jìn)入蒸汽重整反應(yīng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)中的設(shè)備為轉(zhuǎn)化爐,轉(zhuǎn)化爐內(nèi)設(shè)有多根反應(yīng)管,管內(nèi)裝填鎳基催化劑,外部通過天然氣或其他燃料供熱,使反應(yīng)溫度維持在800℃-1000℃,在此高溫下,天然氣中的甲烷與水蒸氣發(fā)生重整反應(yīng)生成氫氣和一氧化碳。反應(yīng)后的粗合成氣進(jìn)入變換反應(yīng)系統(tǒng),在鐵-鉻系或銅-鋅系催化劑作用下,一氧化碳與水蒸氣發(fā)生變換反應(yīng),進(jìn)一步生成氫氣和二氧化碳,提高氫氣產(chǎn)率。通過變壓吸附(PSA)裝置或膜分離設(shè)備對混合氣進(jìn)行提純,去除二氧化碳、一氧化碳、甲烷等雜質(zhì),獲取純度高達(dá)的氫氣。這類設(shè)備的優(yōu)勢在于產(chǎn)能大,單套裝置日產(chǎn)氫氣可達(dá)數(shù)千立方米,但能耗較高且碳排放量大,通常需要配套碳捕集裝置以降低環(huán)境影響,適用于對氫氣需求量巨大的化工、煉油等行業(yè)。 大型天然氣制氫設(shè)備設(shè)備活性氧化鋁類主要用于氣體的干燥。
天然氣高溫裂解制氫是天然氣經(jīng)高溫催化分解為氫和碳該過程。由于不產(chǎn)生二氧化碳被認(rèn)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(yīng)熱量利用較為合理,原理是在反應(yīng)器中耦合了放熱的天然氣反應(yīng)和強(qiáng)吸熱的天然氣水蒸汽重整反應(yīng)反應(yīng)體系本身可實(shí)現(xiàn)自供熱。另外,由于自熱重整反應(yīng)器中強(qiáng)放熱反應(yīng)和強(qiáng)吸熱反應(yīng)分步進(jìn)行,因此反應(yīng)器仍需耐高溫的不修銹鋼管做反應(yīng)器這就使得天然氣自熱重整反應(yīng)過程具有裝置成本高,生產(chǎn)能力低等缺點(diǎn)。天然氣制氫的副產(chǎn)品有從氯堿工業(yè)副產(chǎn)氣、煤化工焦?fàn)t煤氣、合成氨產(chǎn)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(zhuǎn)化制氫將空氣作為氧氣來源,同時(shí)利用含氧分布器可以解決催化劑床層熱點(diǎn)問題和能量的分配,隨著床層熱點(diǎn)的降低,催化材料的反應(yīng)穩(wěn)定性也得到較大的提高。天然氣絕熱轉(zhuǎn)化制氫工藝流程簡單、操作方便。
制氫設(shè)備檢測流程主要涉及的是設(shè)備的安全性、效率和可靠性,下面是一般的制氫設(shè)備檢測流程:視覺檢查:首先的視覺檢查,檢查設(shè)備的外觀、管線、閥門、儀表等設(shè)備的狀況,查看是否有明顯的磨損、損壞、泄漏或腐蝕等問題。設(shè)備運(yùn)行參數(shù)檢査:檢香制氣設(shè)備的運(yùn)行參數(shù),如溫度、壓力、流星等,是否在規(guī)定的范圍內(nèi)運(yùn)行??梢酝ㄟ^監(jiān)控系統(tǒng)來進(jìn)行檢查,也可以使用各種檢測儀器進(jìn)行實(shí)地測量。氫氣質(zhì)量檢查:定期抽取樣本進(jìn)行化驗(yàn),檢查氣氣的純度、濕度、雜質(zhì)等,以確保氫氣的質(zhì)量滿足要求。制氫設(shè)備與可再生能源系統(tǒng)完美兼容。隨著可再生能源的發(fā)展,如太陽能和風(fēng)能,制氫設(shè)備可以將這些能源轉(zhuǎn)化為氫氣,實(shí)現(xiàn)能源的利用。這種兼容性使得制氫設(shè)備成為可再生能源系統(tǒng)的理想選擇,為能源轉(zhuǎn)型提供了可持續(xù)的解決方案。其次,制氫設(shè)備與傳統(tǒng)能源系統(tǒng)互補(bǔ)性強(qiáng)。在傳統(tǒng)能源系統(tǒng)中,如石油和天然氣,制氫設(shè)備可以利用這些資源產(chǎn)生氫氣,從而減少對有限能源的依賴。這種互補(bǔ)性不僅可以提高能源利用效率,還可以減少對傳統(tǒng)能源的消耗,降低環(huán)境污染。此外,制氫設(shè)備與能源儲存和運(yùn)輸系統(tǒng)相互補(bǔ)充。隨著能源需求的增長,能源儲存和運(yùn)輸變得尤為重要。 水蒸氣重整制氫由于設(shè)備投資低,產(chǎn)氫率較高,是工業(yè)上應(yīng)用多的天然氣制氫技術(shù)。
天然氣脫硫:本裝置采用干法脫硫來處理該原料氣中的硫份。為了脫除有機(jī)硫,采用鐵錳系轉(zhuǎn)化吸收型脫硫催化劑,并在原料氣中加入約1-5%的氫,在約400C高溫下發(fā)生反應(yīng)經(jīng)鐵錳系脫硫劑初步轉(zhuǎn)化吸收后,剩余的硫化氫,再在采用的氧化鋅催化劑作用下發(fā)生下述脫硫反應(yīng)而被吸收。氧化鋅吸硫速度極快,因而脫硫沿氣體流動方向逐層進(jìn)行,硫被脫除至,以滿足蒸汽轉(zhuǎn)化催化劑對硫的要求。天然氣制氫的副產(chǎn)品有從氯堿工業(yè)副產(chǎn)氣、煤化工焦?fàn)t煤氣、合成氨產(chǎn)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(zhuǎn)化制氫將空氣作為氧氣來源,同時(shí)利用含氧分布器可以解決催化劑床層熱點(diǎn)問題和能量的分配,隨著床層熱點(diǎn)的降低,催化材料的反應(yīng)穩(wěn)定性也得到較大的提高。天然氣絕熱轉(zhuǎn)化制氫工藝流程簡單、操作方便,當(dāng)制氫規(guī)模較小的時(shí)候可以減少氫成本和相應(yīng)的制氫設(shè)備的。天然氣部分氧化制氫的反應(yīng)器采用的是高溫?zé)o機(jī)陶瓷透氧膜,與傳統(tǒng)的蒸汽重整制氫的方式相比較來說,天然氣部分氧化制氫工藝所消耗的能量更加少,因?yàn)樗捎玫氖且恍﹥r(jià)格低廉的耐火材料組成的反應(yīng)器。 天然氣制氫的成本主要由天然氣、燃料氣和制造成本構(gòu)成,其中天然氣價(jià)格是主要因素。山西大型天然氣制氫設(shè)備
。氫氣需要壓縮到可用的空間中,以存儲足夠的量,來滿足車輛的工作循環(huán)要求。甲醇重整天然氣制氫設(shè)備怎么樣
煤制氣裝置:煤制氫裝置的生產(chǎn)過程為通過將煤漿和純氫,經(jīng)氣化、凈化單元后生成純度達(dá)到、酸性氣。從目前已投產(chǎn)的煤氣化裝置運(yùn)行情況來看,氣流床氣化技術(shù)的工業(yè)化發(fā)展速度快,其中以濕法進(jìn)料氣化技術(shù)更為成熟。氫氣市場應(yīng)用領(lǐng)域廣闊,應(yīng)用于化工、冶金、電力、電子等行業(yè),用作保護(hù)氣體、還原氣體、原料氣體電池燃料。其次,氫的熱值高,反應(yīng)速度快,獲得途徑多,儲存形式多樣。由于其經(jīng)濟(jì)性、機(jī)動性、環(huán)境友好性,因此擴(kuò)大氫生產(chǎn)資源、開發(fā)新的制氫工藝以及改進(jìn)現(xiàn)有制氫工藝,受到人們的普遍關(guān)注。制氫的原料包括:煤炭、水、烴類、氨氣、硫化氫、有機(jī)廢水、醇類。煤炭制氫成本低且可大規(guī)模制氫,但制氫工藝流程較長,操作環(huán)境差。以水為原料制氫方法包括:太陽能高溫電解水工藝、核熱高溫電解水工藝、電流循環(huán)制氫工藝、光催化分解水技術(shù)。分解硫化氫、氨氣制氫方法主要包括:高溫?zé)峤夥?、光催化法和等離子化學(xué)離解法。甲醇重整天然氣制氫設(shè)備怎么樣
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(qiáng)競爭力。首先,天然氣價(jià)格相對穩(wěn)定,與石油等能源價(jià)格波動相關(guān)性較弱。在許多地區(qū),天然氣供應(yīng)基礎(chǔ)設(shè)施完善,采購成本可控。其運(yùn)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(shù)相比,天然氣制氫裝置的建設(shè)和運(yùn)營成本相對較低。一套中等規(guī)模的天然氣制氫設(shè)備,建設(shè)周期較短,投資回收較快。并且,通過優(yōu)化反應(yīng)工藝、提高能源利用效率,還能進(jìn)一步減少制氫成本,使得產(chǎn)出的氫氣在市場上具有價(jià)格優(yōu)勢,吸引眾多企業(yè)采用該技術(shù)獲取氫氣,用于化工生產(chǎn)、能源轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域。。氫是宇宙中儲量為豐富的元素,也是普通燃料...