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(lái)開(kāi)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。北京資質(zhì)天然氣制氫設(shè)備
天然氫多分布于煤層、礦石資源周?chē)?,可依?jù)歷史勘探開(kāi)采資料定位。相關(guān)研究者在間歇泉、溫泉、煤井、油氣井等中都發(fā)現(xiàn)過(guò)富氫氣體,其含量在不同地質(zhì)環(huán)境中在1%-100%之間變化,其中,煤層、鹽巖等具有較好儲(chǔ)氫能力的地層中有多項(xiàng)天然氫發(fā)現(xiàn)案例。同時(shí),油氣、礦產(chǎn)公司手中有較多的地質(zhì)勘探數(shù)據(jù),其中包含了較多的氫氣礦藏線索。如2023年10月澳大利亞GoldHydrogen公司進(jìn)行天然氫開(kāi)采試鉆的地點(diǎn)選擇,便是根據(jù)上世紀(jì)初的油氣勘探數(shù)據(jù)決定的。試鉆氫氣濃度高達(dá)73%。推廣天然氣制氫設(shè)備費(fèi)用天然氣制氫設(shè)備的生產(chǎn)和使用可以促進(jìn)能源安全和能源多樣化,降低能源供應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)和不穩(wěn)定性。
天然氣脫硫:本裝置采用干法脫硫來(lái)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)生下述反應(yīng):RSH+Hz=HzS+RHHS+MnO=MnS+HO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:HS+ZnO=ZnO+HOCHsSH+ZnS+CHs+H0氧化鋅吸硫速度極快,因而脫硫沿氣體流動(dòng)方向逐層進(jìn)行,硫被脫除至0.1ppm以下,以滿(mǎn)足蒸汽轉(zhuǎn)化催化劑對(duì)硫的要求。
天然氣水蒸汽重整制氫、甲醇水蒸汽重整制氫、電解水制氫大型制氫:天然氣水蒸汽重整制氫占主導(dǎo)地位:(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)小型制氫、高純氫采用電解水方法: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)。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,致其單位氫氣成本較高。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,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,易于操作。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(lài),降低對(duì)環(huán)境的污染,具有良好的環(huán)保效益。
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。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。北京資質(zhì)天然氣制氫設(shè)備
天然氣制氫設(shè)備的應(yīng)用領(lǐng)域包括燃料電池、交通運(yùn)輸?shù)榷鄠€(gè)領(lǐng)域,為實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型和碳減排做出了重要貢獻(xiàn)。北京資質(zhì)天然氣制氫設(shè)備
目前,約有1/2的氫氣是通過(guò)天然氣蒸氣轉(zhuǎn)化法(SRM)制取的。整個(gè)工藝流程是由原料氣處理、蒸氣轉(zhuǎn)化、CO變換和氫氣提純4大單元組成。原料氣,原料氣處理-蒸轉(zhuǎn)化CO化氣提純?cè)蠚馓幚碇饕遣捎眉託浯呋摮烊粴庵械牧?,普遍采用的方法是Co-Mo加氫轉(zhuǎn)化串ZnO脫硫技術(shù):原料氣先在轉(zhuǎn)化爐對(duì)流段預(yù)熱到約350-400C,先采用Co-Mo催化劑加氫法在加氫反應(yīng)器中將氣體原料中的有機(jī)硫轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)硫H,S,再用ZnO吸附脫硫槽脫除H,S.此技術(shù)能將氣體中的總硫含量降到0.1mg/mm3以下。北京資質(zhì)天然氣制氫設(shè)備
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...