天然氣制氫是把天然氣通過(guò)化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為氫氣的過(guò)程。大型天然氣制氫反應(yīng)器較為成熟,但適用于燃料電池的小微型天然氣制氫反應(yīng)器需將原料氣預(yù)熱、脫鹽水加熱及工藝蒸汽生產(chǎn)、空氣預(yù)熱、燃料及燃燒器、催化重整轉(zhuǎn)化、煙氣與工藝氣換熱等多個(gè)系統(tǒng)高度集成,設(shè)計(jì)和加工制造難度較大。每一個(gè)或幾個(gè)固體氧化物燃料電池(SOFC)電堆發(fā)電,就需要至少匹配1臺(tái)小微型天然氣制氫反應(yīng)器。小微型天然氣制氫反應(yīng)器還可經(jīng)進(jìn)一步處理,匹配質(zhì)子交換膜燃料電池(PEFC)熱電聯(lián)供系統(tǒng),適用于電廠冷卻用氫及實(shí)驗(yàn)室用氫等小規(guī)模工業(yè)用氫場(chǎng)景,市場(chǎng)應(yīng)用前景廣闊。不斷研究和開發(fā)新型高效的吸附劑是推動(dòng)變壓吸附提氫技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。北京哪些變壓吸附提氫吸附劑
在制氫站中,氫氣既是重要的生產(chǎn)要素,又潛藏著嚴(yán)重的安全。作為一種易燃易爆的氣體,氫氣的泄漏可能會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的火災(zāi)。因此,識(shí)別可能的氫氣泄漏點(diǎn)在制氫站的安全運(yùn)行至關(guān)重要。這些可能的泄漏點(diǎn)主要包括電解槽、氣體冷卻器、壓縮機(jī)、儲(chǔ)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隱患,因此在這些位置需要安裝氫氣傳感器,持續(xù)監(jiān)測(cè)這些區(qū)域的氣體濃度。氫氣泄漏不僅直接威脅到人體的安全,如可能導(dǎo)致皮膚或高溫灼傷,而且還可能產(chǎn)生大量的紫外線和次生火災(zāi)產(chǎn)生的等有害物質(zhì),對(duì)人體健康構(gòu)成潛在危害。此外,高濃度的氫氣可能導(dǎo)致缺氧,從而對(duì)人的生命安全構(gòu)成威脅。因此,我們必須采取嚴(yán)格的措施來(lái)確保制氫站的安全運(yùn)行,并在發(fā)生泄漏時(shí)迅速地響應(yīng),減少對(duì)人員的危害。上海定制變壓吸附提氫吸附劑選擇合適的吸附劑和工藝參數(shù)是實(shí)現(xiàn)高效變壓吸附提氫的關(guān)鍵,這需要對(duì)吸附劑的性能和工藝流程有深入的了解。
干燥塔的再生過(guò)程包括加熱再生和吹冷兩個(gè)步驟在加熱再生過(guò)程中,另一路再生氫氣首先經(jīng)預(yù)干燥塔進(jìn)行干燥,然后經(jīng)加熱器升溫至140-160后沖洗需要再生的干燥塔,使吸附劑升溫、其中的水分得以解吸出來(lái),解吸氣經(jīng)冷卻和分液后再與另一路氫氣回合,然后去處于干燥狀態(tài)的干燥塔進(jìn)行干燥。在吹冷過(guò)程中,再生氫氣直接去處于再生狀態(tài)的干燥塔,將干燥塔溫度降至常溫,然后再經(jīng)加熱器加熱后去預(yù)干燥塔,對(duì)預(yù)干燥塔中的干燥劑進(jìn)行加溫干燥,然后經(jīng)冷卻和分液后再與另一路氫氣回合,去處于干燥狀態(tài)的干燥塔進(jìn)行干燥。
目前氫氣的生產(chǎn)主要來(lái)自于天然氣制氫或者煤制氫,生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)有二氧化碳產(chǎn)生,屬于“灰氫”,而目前業(yè)界公認(rèn)的發(fā)展方向是“綠氫”,即氫氣生產(chǎn)過(guò)程中沒(méi)有二氧化碳產(chǎn)生。當(dāng)下綠氫主要的生產(chǎn)方式是電解水,通過(guò)電能提供能量,將水分子在電極上分解為氫氣和氧氣。電解水的主要生產(chǎn)設(shè)備是電解槽,按照電解質(zhì)不同,可將電解槽分為3類,即堿性電解槽(AWE)、質(zhì)子交換膜電解槽(PEM)、固體氧化物電解槽(SOEC)。目前堿性電解槽和質(zhì)子交換膜電解槽已經(jīng)工業(yè)化,而固體氧化物電解槽尚處于實(shí)驗(yàn)室階段,還未商業(yè)化,所以無(wú)法對(duì)其制氫成本進(jìn)行分析,下面主要對(duì)前兩種電解槽的制氫成本進(jìn)行量化分析。在未來(lái),變壓吸附提氫技術(shù)將繼續(xù)發(fā)揮重要作用,為人類的生產(chǎn)和生活提供更加清潔、高效的能源解決方案。
盡管未來(lái)需求量巨大,但目前已落地的綠色甲醇生產(chǎn)項(xiàng)目并不多,無(wú)法滿足日益增長(zhǎng)的綠色消費(fèi)需求。這成為業(yè)內(nèi)普遍擔(dān)憂的問(wèn)題。來(lái)自全球甲醇協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)顯示,目前全球綠色甲醇產(chǎn)能為80多萬(wàn)噸。2022年統(tǒng)計(jì)的綠色甲醇項(xiàng)目超過(guò)80個(gè),預(yù)計(jì)到2027年產(chǎn)能可達(dá)800萬(wàn)噸。主要的生產(chǎn)工藝路線包括兩種,一種是生物質(zhì)氣化制甲醇,一種是綠電制綠氫后與二氧化碳耦合制取甲醇。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,目前我國(guó)規(guī)劃布局的綠色甲醇項(xiàng)目近20個(gè),但真正投產(chǎn)、商業(yè)化運(yùn)營(yíng)的項(xiàng)目2個(gè),分別位于河南安陽(yáng)和江蘇連云港,其余項(xiàng)目均暫未開始。另外值得注意的是,當(dāng)前我國(guó)已投產(chǎn)的兩個(gè)綠色甲醇項(xiàng)目,其二氧化碳均來(lái)自捕集的工業(yè)尾氣,屬于化石來(lái)源的二氧化碳,因此是否屬于真正的綠色甲醇還存爭(zhēng)議。隨著氫能源的不斷發(fā)展和應(yīng)用需求的增加,變壓吸附提氫吸附劑的研究和開發(fā)將成為氫能源的重要研究方向之一。北京哪些變壓吸附提氫吸附劑
這種吸附劑可以通過(guò)變壓控制吸附和解吸氫氣。北京哪些變壓吸附提氫吸附劑
在變壓吸附氣體分離裝置常用的幾種吸附劑中,活性氧化鋁類屬于對(duì)水有強(qiáng)親和力的固體,一般采用三水合鋁或三水鋁礦的熱脫水或熱活化法制備,主要用于氣體的干燥。硅膠類吸附劑屬于一種合成的無(wú)定形二氧化硅,它是膠態(tài)二氧化硅球形粒子的剛性連續(xù)網(wǎng)絡(luò),一般是由硅酸鈉溶液和無(wú)機(jī)酸混合來(lái)制備的,硅膠不僅對(duì)水有極強(qiáng)的親和力,而且對(duì)烴類和CO,等組分也有較強(qiáng)的吸附能力?;钚蕴款愇絼┑奶攸c(diǎn)是:其表面所具有的氧化物基團(tuán)和無(wú)機(jī)物雜質(zhì)使表面性質(zhì)表現(xiàn)為弱極性或無(wú)極性,加上活性炭所具有的特別大的內(nèi)表面積,使得活性炭成為一種能大量吸附多種弱極性和非極性有機(jī)分子的廣譜耐水型吸附劑。沸石分子篩類吸附劑是一種含堿土元素的結(jié)晶態(tài)偏硅鋁酸鹽,屬于強(qiáng)極性吸附劑,有著非常一致的孔徑結(jié)構(gòu)和極強(qiáng)的吸附選擇性,對(duì)CO、CH4、N2、Ar、02等均具有較高的吸附能力。 北京哪些變壓吸附提氫吸附劑
分子篩吸附劑在提氫中的應(yīng)用分子篩憑借其規(guī)整的晶體結(jié)構(gòu)和均勻的孔徑分布,在變壓吸附提氫領(lǐng)域占據(jù)重要地位。以5A分子篩為例,其孔徑約為,能吸附直徑大于的分子,如氮?dú)狻⒀鯕夂筒糠痔細(xì)浠衔?,而?duì)氫氣實(shí)現(xiàn)選擇性透過(guò)。在合成氨廠的PSA提氫工段,以含氫原料氣為處理對(duì)象,5A分子篩吸附劑能精細(xì)去除雜質(zhì),產(chǎn)出純度的氫氣,滿足氨合成對(duì)氫氣純度的嚴(yán)苛要求。然而,分子篩對(duì)二氧化碳和水具有較強(qiáng)的吸附能力,且脫附難度較大。一旦二氧化碳和水在分子篩孔道內(nèi)積累,會(huì)導(dǎo)致分子篩的吸附性能下降,甚至造成長(zhǎng)久性失活。為此,需優(yōu)化PSA工藝參數(shù),如適當(dāng)提高吸附溫度、降低吸附壓力,同時(shí)搭配的脫附流程,以確保分子篩吸附劑持...