天然氢是一种自然生成的、可持续的氢源自上世纪初以来,进行石油矿物开采时常发现有天然生成的氢气逸出,地质勘探界称之为“天然氢”。天然氢分布于在自然界大气圈、地壳、地幔、地下水等系统中。其中,分布在大陆壳、洋壳和火山热液等地质环境中、且可在地表检测到较高浓度的氢源,也称之为“地质氢”,即地质成因的氢。另外为与氢能中的“灰氢”、“蓝氢”和“绿氢”区分开,也有报告中使用“金氢”或“白氢”来描述天然氢。相对电解制氢,天然氢开采拥有较低的成本下限。尤其对高浓度天然氢矿藏,其开采成本可远低于其他制氢途径。天然气制氢工艺的改进通过对转化炉、热量回收系统等进行改造可以实现成本节约、降低对天然气原料的消耗,这种技术通过对原料的消耗,这种技术通过对天然气加氢脱硫和在转化炉中放置适量的特殊催化剂进行裂解重整,生成二氧化碳、氢气和一氧化碳的转化气,之后再进行热量回收,经一氧化碳变换降低转化气中一氧化碳的含量、再通过PSA变压吸附提纯就可以得到纯净的氢气。天然气制氢的副产品有从氯碱工业副产气、煤化工焦炉煤气、合成氨产生的尾气。山西节能天然气制氢设备
焦炉煤气副产氢焦炉煤气是焦炭生产过程中的副产品,通常生产1t焦炭可副产380-420m3的焦炉气,焦炉煤气的组成见下表,氢气体积分数约为54-59%。变压吸附(PSA)氢气回收率为75-90%。根据2019年***焦炭产量,2019年焦炉煤气副产的氢气产量约为880万吨,占氢气总产量的38%。焦炉煤气副产的氢气约55%将继续被焦化厂或钢厂自用,45%对外销售。焦炉煤气制氢技术成本较低,如果考虑焦炉煤气外购成本,焦炉煤气制氢工艺成本为。如果不考虑焦炉煤气外购成本,则氢气产品的平均成本为。原材料焦炉煤气的成本占总成本的80%,焦炉煤气价格越氢成本优势越明显。如果从煤焦化过程开始分析制氢成本,苯、煤焦油、焦炭和氢四种产品进行成本分摊,氢气产品在总产出中的价值占比为,制氢成本为。焦炉煤气制氢既能实现的资源回收利用,又能弥补能源供应缺口,有助于形成良好的循环经济产业链。 宁夏哪些天然气制氢设备氢能储运装备技术是氢能产业发展的重要环节。
甲醇的制备有三种技术路线。第一种是电解水路线(电制甲醇),第二种是生物甲烷路线(生物甲醇)。第三种是生物质气化路线(生物甲醇)。甲醇的应用场景,有储氢介质、绿色化工、船燃等。全球范围来看,约65%的甲醇由天然气加工生产而得,煤制甲醇约占35%,甲醇的绿色替代有较大的市场空间。一是甲醇可以作为储能储氢介质。二是甲醇可以作为绿色化工原料,甲醇制烯烃、甲醇燃料、甲醇制甲醛长期为甲醇为主要的三大下游需求场景,从全球范围来看,甲醛是甲醇应用占比比较大的用途,27%的甲醇用于甲醛的生产。三是甲醇可以作为新型船用燃料,绿色/低碳甲醇是中短期内较为理想的替代LNG与传统燃油的品类
氢能作为一种燃料被运用其实已经不是一件新鲜事。之所以选择氢能,重要的原因在于其燃烧热值非常高,相当于同等质量汽油的3倍,燃烧产物是水,清洁无污染,能够满足人类社会可持续发展的需要。虽然优点很多,但不可否认,一些劣势也影响了对它的直接运用。氢气具有非常宽的燃烧界限,并且其点火能量非常低,远小于汽油和天然气的点火能量。介绍,以内燃机系统进行氢能的利用,氢气与空气压缩混合后在气缸内燃烧,然后将其蕴含的化学能转化为机械能,从而实现动能的输出。但这种方式能源转换效率不高,而且由于氢气的特质,还有易发生氢内燃机早燃、回火以及爆燃等弊端,对氢能的安全利用带来挑战。温重整制氢的原理是通过重整反应将碳氢化合物分解为一氧化碳。
天然气部分氧化制氢。天然气催化部分氧化制合成气,相比传统的蒸汽重整方法比,该过程能耗低,采用极其廉价的耐火材料堆砌反应器但天然气催化部分氧化制氢因大量纯氧而增加了昂贵的空分装置制氧成本。采用高温无机陶瓷透氧膜作为天然气催化部分氧化的反应器,将廉价制氧与天然气催化部分氧化制氨结合同时进行。天然气制氢工艺流程主要包括净化系统与转化系统和提纯系统。净化系统主要包括对原料气的烯烃、含硫进行净化,原因是转化催化剂的敏感。转化系统主要是以净化气、蒸汽在转化催化剂的作用下,转化成氢气、CO/CO2,然后经过以Fe3O4为催化剂使得CO转化成C02和氢气,经过净化系统,得到纯度较高的氢气。天然气制氢技术特点:(1)技术成熟,运行安全可靠。(2)操作简单,自动化程度高。(3)运行成本低廉,回收期短。(4)低氮排放技术,满足环境保护要求。(5)优化圆筒炉结构,结构简单,可靠性高。(6)PSA解吸气全回烧,降低燃料消耗,减少废气排放。(7)装置设备高度集成化,实现撬块化,占地小,工期短。 当前,突破绿氢的关键技术并降低其成本是推动氢能需求增长的因素。青海小型天然气制氢设备
氢气的输运是氢能产业能否大规模应用的关键因素。山西节能天然气制氢设备
在制氢设备中,氢气的纯化可以通过物理或化学的方法来实现,常见的氢气纯化技术有变压吸附提纯、膜分离提纯、低温分离提纯、化学提纯、金属氢化法、氢化脱氢法等。需要注意的是,不同的制氢设备可能采用不同的纯化方法,具体选择取决于设备规模、原料气成分、纯化要求等因素。1,变压吸附(PSA)是通过吸附剂在 下吸附氢气中的杂质,然后在低压下解吸的提纯方法,适用于大规模制氢设备。2,膜分离作为一种常用的提纯技术,包括钯膜扩散法和有机中空纤维膜扩散法,是利用特殊的膜材料,通过选择性渗透的原理,将氢气与其他气体分离,适用于中小规模制氢设备。3,低温分离提纯则是基于氢与其他气体沸点差异大的原理,由于氢气在低温下会产生冷凝液化现象,而其他杂质气体则仍保持气态,从而实现氢气的纯化。这种方法需要消耗大量的能量,因此成本较高。4,化学提纯是指通过化学反应将氢气中的杂质转化为其他物质,从而实现氢气的纯化。山西节能天然气制氢设备