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(lái)源,同時(shí)利用含氧分布器可以有效解決催化劑床層熱點(diǎn)問(wèn)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(jiǎn)單、操作方便,當(dāng)制氫規(guī)模較小的時(shí)候可以降氫成本和相應(yīng)的制氫設(shè)備的投資。天然氣自熱重整制氫天然氣自熱重整制氫的原理就是在反應(yīng)器中進(jìn)行放熱的天然氣燃燒反應(yīng)和強(qiáng)吸熱的天然氣水蒸汽重整反應(yīng)的耦合,這樣一來(lái),反應(yīng)器本身就要可以實(shí)現(xiàn)供熱,無(wú)需外界供熱,這在一定程度上降低了工藝成本。與傳統(tǒng)的重整工藝的外界供熱相比,它變成了自供熱,實(shí)現(xiàn)了反應(yīng)熱量的科學(xué)利用?,F(xiàn)代制氫設(shè)備通常采用高效催化劑,以降低反應(yīng)溫度和壓力,提高生產(chǎn)效率。推廣天然氣制氫設(shè)備設(shè)計(jì)
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(lái),水電解制氫技術(shù)自開(kāi)發(fā)以來(lái)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,故易于操作福建耐高溫天然氣制氫設(shè)備天然氣制氫設(shè)備采用先進(jìn)的催化劑和反應(yīng)器技術(shù),能夠?qū)崿F(xiàn)高效的氫氣產(chǎn)出和純度控制。
配套法規(guī)完善是項(xiàng)目落地、正常運(yùn)營(yíng)的前提。天然氫與石油、天然氣類(lèi)似,理論上屬于礦產(chǎn)資源,開(kāi)采、出售等均需受到相關(guān)部門(mén)把控。但與石油、天然氣已具有相對(duì)完善的項(xiàng)目登記、管理體系不同,天然氫的資源類(lèi)型定位、管理方法、管理部門(mén)等均未明確。因此,現(xiàn)階段天然氫項(xiàng)目面臨落地審批無(wú)法可依、即使落地后也存在因政策變動(dòng)而終止運(yùn)營(yíng)的風(fēng)險(xiǎn)。典型如西班牙2021通過(guò)的氣候變化和能源轉(zhuǎn)型法案禁止新建碳?xì)浠衔镩_(kāi)采項(xiàng)目,而導(dǎo)致其國(guó)內(nèi)天然氫項(xiàng)目因天然氫分類(lèi)不明而難以推進(jìn)。氫能市場(chǎng)規(guī)模尚未完全展開(kāi)也是天然氫項(xiàng)目保持觀望的一大原因。油氣井開(kāi)發(fā)屬于高成本投入項(xiàng)目,項(xiàng)目建設(shè)前需充分考量消納市場(chǎng)。以天然氣氣田為例,根據(jù)中石油某氣田數(shù)據(jù),單氣井建設(shè)成本在5000萬(wàn)元以上,單井采氣量50萬(wàn)方/天以上。
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。在選擇制氫設(shè)備時(shí),需要考慮其生產(chǎn)能力、產(chǎn)品質(zhì)量、售后服務(wù)等因素。
煤制氣裝置:煤制氫裝置的生產(chǎn)過(guò)程為通過(guò)將煤漿和純氫,經(jīng)氣化、凈化單元后生成純度達(dá)到97.5%左右的氫氣、酸性氣。國(guó)內(nèi)外主要有代表性的先進(jìn)煤氣化技術(shù)包括煤干粉進(jìn)料、水煤漿氣化、塊(碎)煤氣化等。煤干粉進(jìn)料技術(shù)包括殼牌SCGP技術(shù)、西門(mén)子GSP氣化技術(shù)、華東理工大學(xué)與中石化寧波技術(shù)研究院、中海石油化學(xué)股份有限公司共同研發(fā)的單噴嘴粉煤氣化技術(shù)、西安熱工院的兩段干煤粉氣化技術(shù)等;濕法水煤漿進(jìn)料包括美國(guó)GE單噴嘴水煤漿氣化技術(shù)、華東理工大學(xué)和兗礦共同研發(fā)的多噴嘴對(duì)置氣化技術(shù)、清華大學(xué)和達(dá)立科科技公司共同研發(fā)的分級(jí)氣流床氣化技術(shù)、西北化工院的多元料漿技術(shù)等;碎煤進(jìn)料方面,有德國(guó)的Lurgi加壓氣化技術(shù)和英國(guó)BGC公司的BGL氣化技術(shù)。從目前已投產(chǎn)的煤氣化裝置運(yùn)行情況來(lái)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。天然氣制氫設(shè)備的使用還可以減少對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴,降低對(duì)環(huán)境的污染,具有良好的環(huán)保效益。山東甲醇重整天然氣制氫設(shè)備
天然氣制氫設(shè)備在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣、廢水等污染物較少,符合環(huán)保要求,為綠色能源的發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。推廣天然氣制氫設(shè)備設(shè)計(jì)
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。推廣天然氣制氫設(shè)備設(shè)計(jì)
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(guò)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(guò)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...