截至目前已經(jīng)運營了5年多的北非馬里Bourakebougou氫井,氫氣天然濃度約98%,開采成本約3.5元/kg。另據(jù)西班牙天然氫開采企業(yè)HeliosAragon披露,天然氫開采的盈虧平衡成本可能在3.5-5元/kg之間。天然氫的存在形式相對多樣,氣液固皆存?,F(xiàn)有相關(guān)文獻中,根據(jù)天然氫在地球內(nèi)部的賦存狀態(tài)初步將之分為游離態(tài)、包裹體、溶解氫三大類。游離態(tài)一般指氣態(tài),是目前國內(nèi)外勘探到的主要天然氫來源,一般分布在淺層地表中,可以在地下巖石或地層孔隙裂隙中自由擴散運移,有時會逸出地面。包裹體指包裹或吸附在巖石內(nèi)的氫,一般分布在壓力較高的深層地質(zhì)中,隨著地質(zhì)變動、礦物開采等而被發(fā)掘出來,如煤盆地、沉積巖或變質(zhì)巖、巖鹽礦床等。溶解氫,即溶解在水中的氫氣,一般在氫礦藏周圍的地下水中有較多存在。近年來,隨著氫能源的發(fā)展,天然氣制氫設(shè)備逐漸成為了研究的熱點,其具有的高效、低成本等優(yōu)勢備受關(guān)注。重慶撬裝天然氣制氫設(shè)備
天然氣制氫工藝的改進通過對轉(zhuǎn)化爐、熱量回收系統(tǒng)等進行改造可以實現(xiàn)成本節(jié)約、降低對天然氣原料的消耗,這種技術(shù)通過對原料的消耗,這種技術(shù)通過對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?shù)膲毫l件下進行吸附,不易被吸附的氫氣就從吸附塔的出口輸出,從而實現(xiàn)氫氣的提純。云南推廣天然氣制氫設(shè)備天然氣制氫設(shè)備的生產(chǎn)和使用還需要加強國際合作和交流,推動氫能源的全球化發(fā)展。
天然氣制氫由天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化制轉(zhuǎn)化氣和變壓吸附(PSA)提純氫氣(H2)兩部分組成,壓縮并脫硫后天然氣與水蒸汽混合后,在鎳催化劑的作用下于750~850℃將天然氣物質(zhì)轉(zhuǎn)化為氫氣(H2)、一氧化碳(CO)和二氧化碳(CO2)的轉(zhuǎn)化氣,轉(zhuǎn)化氣可以通過變換將一氧化碳(CO)變換為氫氣(H2),成為變換氣,然后,轉(zhuǎn)化氣或者變換氣通過變壓吸附(PSA)過程,得到高純度的氫氣(H2)。反應(yīng)原理:天然氣的主要加工過程包括常減壓蒸餾、催化裂化、催化重整和芳烴生產(chǎn)。同時,包括天然氣開采、集輸和凈化。在一定的壓力和一定的高溫及催化劑作用下,天然氣中烷烴和水蒸氣發(fā)生化學反應(yīng)。其化學反應(yīng)式為:CH4+H2O→3H2+CO-QCO+H2O→H2+CO2+Q
國內(nèi)現(xiàn)階段尚無天然氫的勘探及開采項目披露,但在天然氫的資源分布數(shù)據(jù)及研究也已有一定的積累。依托于已覆蓋國內(nèi)大部分地區(qū)的油氣和礦產(chǎn)資源勘探開發(fā)活動,國內(nèi)已有較多的天然氫發(fā)現(xiàn)案例。如在在松遼盆地的個別鉆井中發(fā)現(xiàn)氫氣含量高達85.54%,在柴達木盆地三湖地區(qū)2號井的巖屑罐頂氣中,檢測到了含量可達99%的氫氣。此外,在云南騰沖部分熱泉、山西沁水煤礦和煤井、渤海灣盆地、松遼盆地等多地我國均有低濃度天然氫發(fā)現(xiàn)案例。在這些地區(qū),中石化、中煤,以及地質(zhì)勘探機構(gòu)等油氣、礦產(chǎn)企業(yè)機構(gòu)或已掌握了較為可觀的天然氫分布資料。天然氣制氫設(shè)備的生產(chǎn)和使用可以促進經(jīng)濟發(fā)展和就業(yè)增長,為社會創(chuàng)造更多的價值和財富。
蒸汽轉(zhuǎn)化和變換原理原料天然氣和蒸汽在轉(zhuǎn)化爐管中的高溫催化劑上發(fā)生烴-蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng),主要反應(yīng)如下CHa+H,O=CO+3Hz-Q(1)一氧化碳產(chǎn)氫CO+HO=CO+Hz+Q(2)前一反應(yīng)需大量吸熱,高溫有利于反應(yīng)進行:后一反應(yīng)是微放熱反應(yīng),高溫不利于反應(yīng)進行。因此在轉(zhuǎn)化爐中反應(yīng)是不完全的。在發(fā)生上述反應(yīng)的同時還伴有一系列復(fù)雜的付反應(yīng)。包括烴類的熱裂解,催化裂解,水合,蒸汽裂解,脫氫,加氫,積碳,氧化等。在轉(zhuǎn)化反應(yīng)中,要使轉(zhuǎn)換率高,殘余甲烷少,氫純度高,反應(yīng)溫度要高,但要考慮設(shè)備承受能力和能耗,所以爐溫不宜太高。為緩和積碳,增加收率,要控制較大的水碳比。天然氣制氫設(shè)備的生產(chǎn)和使用可以促進科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級,提高國家的科技實力和競爭力。福建加工天然氣制氫設(shè)備
天然氣制氫設(shè)備的生產(chǎn)和使用可以促進能源轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展,為人類社會的未來發(fā)展提供更多的選擇和可能性。重慶撬裝天然氣制氫設(shè)備
氫能作為一種燃料被運用其實已經(jīng)不是一件新鮮事。之所以選擇氫能,重要的原因在于其燃燒熱值非常高,相當于同等質(zhì)量汽油的3倍,燃燒產(chǎn)物是水,清潔無污染,能夠滿足人類社會可持續(xù)發(fā)展的需要。雖然優(yōu)點很多,但不可否認,一些劣勢也影響了對它的直接運用。氫氣具有非常寬的燃燒界限,并且其點火能量非常低,需要0.02兆焦耳,遠小于汽油和天然氣的點火能量。介紹,以內(nèi)燃機系統(tǒng)進行氫能的利用,氫氣與空氣壓縮混合后在氣缸內(nèi)燃燒,然后將其蘊含的化學能轉(zhuǎn)化為機械能,從而實現(xiàn)動能的輸出。但這種方式能源轉(zhuǎn)換效率不高,而且由于氫氣的特質(zhì),還有易發(fā)生氫內(nèi)燃機早燃、回火以及爆燃等弊端,對氫能的安全利用帶來挑戰(zhàn)。重慶撬裝天然氣制氫設(shè)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(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(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...