天然氣制氨工藝與技術(shù)0口利用天然氣制氫,存在成本低等優(yōu)點,研究和開發(fā)更為先進的天然氣制氫新工藝技術(shù)是解決廉價氫源的重要保證。天然氣作為潔凈的工業(yè)能源,在我國能源發(fā)展過程中具有重要的戰(zhàn)略意義。因為天然氣不僅是人們?nèi)粘I畹闹匾剂?同時也是眾多化工次產(chǎn)品的基礎(chǔ)性原料。0口天然氣制氫就是眾多天然氣產(chǎn)品中的一種,遼河油田作為全國第三大油氣田,本身就具有豐富的天然氣資源,特別是從事油氣集中處理企業(yè),我們在油氣生產(chǎn)過程中,能夠生產(chǎn)出相當(dāng)規(guī)模的伴生干氣,對于天然氣深加工具有得天獨厚的條件,對于推進天然氣制氫工藝的開發(fā)推廣具有實際意義。天然氣制氫設(shè)備的生產(chǎn)和使用可以為人類社會的未來發(fā)展帶來更多的希望和可能性,為建設(shè)美好世界作出貢獻。制造天然氣制氫設(shè)備費用
天然氣制氫工藝的原理就是先對天然氣進行預(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?,就會發(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。青海甲醇裂解天然氣制氫設(shè)備天然氣制氫設(shè)備是一種高效、環(huán)保的氫能源生產(chǎn)方式,具有廣泛的應(yīng)用前景。
天然氣制氫的副產(chǎn)品有從氯堿工業(yè)副產(chǎn)氣、煤化工焦?fàn)t煤氣、合成氨產(chǎn)生的尾氣。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源,同時利用含氧分布器可以有效解決催化劑床層熱點問題和能量的分配,隨著床層熱點的降低,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)化制氫工藝流程簡單、操作方便,當(dāng)制氫規(guī)模較小的時候可以減少氫成本和相應(yīng)的制氫設(shè)備的投資。天然氣部分氧化制氫的反應(yīng)器采用的是高溫?zé)o機陶瓷透氧膜,與傳統(tǒng)的蒸汽重整制氫的方式相比較來說,天然氣部分氧化制氫工藝所消耗的能量更加少,因為它采用的是一些價格低廉的耐火材料組成的反應(yīng)器。這種天然氣制氫工藝比一般的生產(chǎn)工藝在設(shè)備投資方面的成本降低了25%左右,生產(chǎn)的成本降低了40%左右,可以在一定程度上降低投資成本。
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(dāng)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(rèn),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(yuǎn)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(xué)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)。制氫設(shè)備在生產(chǎn)過程中需要嚴(yán)格控制安全措施,防止發(fā)生泄漏等事故。
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。天然氣制氫設(shè)備的優(yōu)點在于其成本低、穩(wěn)定性高、操作簡便,適用于各種規(guī)模的氫能源生產(chǎn)需求。福建自熱式天然氣制氫設(shè)備
制氫設(shè)備在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的熱量,因此需要配備冷卻系統(tǒng)以控制溫度。制造天然氣制氫設(shè)備費用
天然氣制氫是把天然氣通過化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為氫氣的過程。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系統(tǒng)高度集成,設(shè)計和加工制造難度較大。每一個或幾個固體氧化物燃料電池(SOFC)電堆發(fā)電,就需要至少匹配1臺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驗室用氫等小規(guī)模工業(yè)用氫場景,市場應(yīng)用前景廣闊。制造天然氣制氫設(shè)備費用
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...