工業(yè)化制氫現(xiàn)狀1三種制氫方案對(duì)比(1)天然氣水蒸汽重整制氫(2)甲醇水蒸汽重整制氫(3)電解水制氫2大型制氫:天然氣水蒸汽重整制氫占主導(dǎo)地位特點(diǎn):(1)天然氣既是原料氣也是燃料氣,無(wú)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),一般制氫規(guī)模在5000Nm3/h以上時(shí)選擇天然氣制氫工藝更經(jīng)濟(jì)3小型制氫、高純氫采用電解水方法(1)多年來,水電解制氫技術(shù)自開發(fā)以來一直進(jìn)展不大,其主要原因是需要耗用大量的電能,電價(jià)的昂貴,用水電解制氫都不經(jīng)濟(jì)。(2)電解水制氫,規(guī)模一般小于200Nm3/h,是較成熟的制氫方法,由于它的電耗較高,達(dá)到5~8kwh/Nm3H2,其單位氫氣成本較高4甲醇水蒸汽重整制氫是中小型制氫的(1)甲醇蒸汽重整制氫與大規(guī)模的天然氣制氫或水電解制氫相比,投資省,能耗低。由于反應(yīng)溫度低(230℃~280℃),工藝條件緩和,燃料消耗也低。與同等規(guī)模的天然氣制氫裝置相比,甲醇蒸汽轉(zhuǎn)化制氫的能耗約是前者的50%。(2)甲醇蒸汽重整制氫所用的原料甲醇易得,運(yùn)輸,儲(chǔ)存方便。而且由于所用的原料甲醇純度高,不需要再進(jìn)行凈化處理,反應(yīng)條件溫和,流程簡(jiǎn)單,故易于操作天然氣制氫設(shè)備的生產(chǎn)和使用需要遵守相關(guān)的安全規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),以確保生產(chǎn)和使用過程的安全性。天然氣天然氣制氫設(shè)備設(shè)備價(jià)格
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。天然氣制氫裝置中氫氣提純工藝主要是在適當(dāng)條件下,將硅膠、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。這一工藝的主要性能指標(biāo)和技術(shù)指標(biāo)如下:1)生產(chǎn)能力一般在500~100000m3/h,氫氣產(chǎn)品的純度可達(dá)到,產(chǎn)品的壓力在;2)處理原料的量在20~5000m3/h,氫氣純度一般在,氫氣的提取率在80%左右。 天然氣天然氣制氫設(shè)備設(shè)備價(jià)格天然氣制氫設(shè)備的運(yùn)行成本相對(duì)較低,因能源便宜,且維護(hù)和運(yùn)營(yíng)成本較低,使得它成為許多企業(yè)的理想選擇。
天然氣的制取氫流程主要包括四個(gè):原料氣預(yù)處理、天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化、一氧化碳變換、氫氣提純。一。原料預(yù)處理步驟,這里的預(yù)處理主要指的就是原料氣的脫硫,實(shí)際工藝運(yùn)行當(dāng)中一般采用天然氣鈷鉬加氫串聯(lián)氧化鋅作為脫硫劑將天然氣中的有機(jī)硫轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)硫再進(jìn)行去除。這里處理的原料天然氣的流量較大,所以可采用壓力較高的天然氣氣源或者在選擇天然氣壓縮機(jī)的時(shí)候考慮較大的余量。二、進(jìn)行天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化的步驟,在轉(zhuǎn)化爐中采用鎳系催化劑,將天然氣中的烷烴轉(zhuǎn)化成為主要成分是一氧化碳和氫氣的原料氣。三、一氧化碳變換,使其在催化劑存在的條件下和水蒸氣發(fā)生反應(yīng),從而生成氫氣和二氧化碳,得到主要成分是氫氣和二氧化碳的變換氣。隨著技術(shù)對(duì)策發(fā)展,近年來開始采用一氧化碳高溫變換加低溫變換的兩段工藝設(shè)置,這樣可以近一步節(jié)省對(duì)資源的消耗,但對(duì)于轉(zhuǎn)化氣中一氧化碳含量不高的情況,可只采用中溫變換。四、提純氫氣,現(xiàn)在常用的一種氫氣提純系統(tǒng)就是PAS系統(tǒng),又叫變壓吸附凈化分離系統(tǒng),這種系統(tǒng)能耗低、流程簡(jiǎn)單、制取氫氣的純度較高,氫氣的純度可達(dá)99.99%。
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。熱裂解反應(yīng)的主要反應(yīng)為:CH4->H2+C這個(gè)反應(yīng)式說明,一摩爾的甲烷經(jīng)過熱裂解得到一摩爾的氫和一摩爾的碳。這種方法是簡(jiǎn)單、易行的,但同時(shí)生成大量的碳,這種碳加工閑難,處理成本高,而且會(huì)加大環(huán)境污染,所以具有局限性。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。 制氫設(shè)備的生產(chǎn)成本受到多種因素的影響,如原料價(jià)格、設(shè)備投資、運(yùn)營(yíng)成本等。
天然氣制氫工藝的原理就是先對(duì)天然氣進(jìn)行預(yù)處理,然后在轉(zhuǎn)化爐中將甲烷和水蒸氣轉(zhuǎn)化為一氧化碳和氫氣等,余熱回收后,在變換塔中將一氧化碳變換成二氧化碳和氫氣的過程,這一工藝技術(shù)的基礎(chǔ)是在天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化技術(shù)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的。在變換塔中,在催化劑存在的條件下,控制反應(yīng)溫度,轉(zhuǎn)化氣中的一氧化碳和水反應(yīng),生成氫氣和二氧化碳。天然氣中的烷烴在適當(dāng)?shù)膲毫蜏囟认拢蜁?huì)發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)生成轉(zhuǎn)化氣,轉(zhuǎn)化氣再經(jīng)過熱換、冷凝等過程,使氣體在自動(dòng)化的控制下通過裝有多種吸附劑的PAS裝置后,一氧化碳、二氧化碳等雜質(zhì)被吸附塔吸附,氫氣送往用氣單位,吸附了雜質(zhì)的吸附劑,經(jīng)解吸后,解析氣可送往變換爐作為燃料,吸附劑也完成再生。制氫設(shè)備的投資成本較高,但是隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和成本的降低,其應(yīng)用前景越來越廣闊。廣東制造天然氣制氫設(shè)備
天然氣制氫設(shè)備的制造工藝成熟,結(jié)構(gòu)緊湊,占地面積小,使得它適應(yīng)各種生產(chǎn)環(huán)境,滿足不同規(guī)模的生產(chǎn)需求。天然氣天然氣制氫設(shè)備設(shè)備價(jià)格
高溫裂解制氫技術(shù)●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。
自熱重整制氫●這個(gè)工藝流程轉(zhuǎn)變了由外部供熱到內(nèi)部自己提供熱源,對(duì)能源利用比較合理,這個(gè)過程主要是在反應(yīng)產(chǎn)生的熱量能夠被其他反應(yīng)需要熱量所利用,實(shí)現(xiàn)自身供熱。這個(gè)技術(shù)的工作原理就是在反應(yīng)器中耦合了一些熱量,這些熱量主要是天然氣燃燒反應(yīng)所產(chǎn)生,同時(shí)還可以天然氣水蒸氣進(jìn)行反應(yīng),能夠?qū)崿F(xiàn)反應(yīng)的自供熱。 天然氣天然氣制氫設(shè)備設(shè)備價(jià)格
天然氣制氫優(yōu)勢(shì) - 成本效益:天然氣制氫在成本方面具有較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力。首先,天然氣價(jià)格相對(duì)穩(wěn)定,與石油等能源價(jià)格波動(dòng)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(gòu)成本可控。其運(yùn)輸和儲(chǔ)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(yíng)成本相對(duì)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(chǎng)上具有價(jià)格優(yōu)勢(shì),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(chǔ)量為豐富的元素,也是普通燃料...