天然气制氢方法主要有热裂解法、催化裂解法和重整法等。热裂解法热裂解法是将天然气在高温下分解为氢气和碳,常用反应温度在800度至1000度之间。催化裂解法催化裂解法是在催化剂的作用下将天然气在低温下分解为氢气和碳。由于反应温度较低,能量损失小。催化剂通常是钜、铂、铭等贵金属催化剂。重整法是利用天然气进行催化重整反应,其原理是将天然气与水蒸气加热至高温,经过反应后得到大量的氢气和一定量的CO2。重整反应通常采用镍为催化剂。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。天然气制氢设备可以为氢能源的发展提供更多的选择和支持。上海大型天然气制氢设备
解决了氢能的来源和制取成本问题,就要考虑如何把氢能送达各类应用场景并创新氢能利用方式。储存和运输,始终是人类能源利用的技术课题。氢气密度小、易燃,因而储运成本高,存在安全,长期以来影响着氢能利用。为此,科学家们正尝试将氢转化为易储易运的氨或甲醇,进而实现绿氢大规模应用。比如,以经典的哈伯—博施工艺借助氮气及氢气制取氨气,或利用新兴的电化学常压低能耗合成氨技术,实现“氢氨融合”,丰富了化肥、工业等传统用氨行业及绿氨掺混发电、绿色船用燃料等下游新兴领域的能源供给。另外,利用绿氢和二氧化碳合成绿色甲醇,也能实现氢能整体的全周期近零排放。目前全球市场对绿色甲醇、绿氨、柴油等绿色清洁液体燃料需求巨大,相关产业总产能有待进一步提高,绿色清洁液体燃料前景广阔,有望成为更具经济性的绿氢消纳利用新路径。 上海大型天然气制氢设备绿色发展越来越成为全球共同的发展理念。
在合成氨、甲醇的生产中,为防止催化剂中毒,保证产品质量,原料气中硫化物等毒物必须预先去除,使杂质含量降低至符合要求。炼厂用氢的纯度和压力对加氢处理单元的设计和操作有着的影响。通常炼厂基于经济性、操作灵活性、可靠性以及易于未来流程拓展的原则来选取合适的氢气分离技术。在冶金和陶瓷工业,氢气可用于有色金属(钛、钨、钼等)的还原制取,防止金属或陶瓷(TiO2、Al2O3、BeO等)材料在高温煅烧时被烧结或被氧化;在玻璃工业,氢气可防止锡槽中的液态锡被氧化而增加锡耗;在半导体工业,氢气可用于晶体和衬底的制备、氧化、退火、外延、干蚀刻以及化学气相沉积工序。由于氢气与上述行业中产品直接接触,氢气的纯度和杂质含量普遍要求较高,目前大多数厂家采用电解水制氢或外购高纯氢等方式来满足生产需求。很多对氢气纯度和杂质要求极为苛刻的厂家还配置了氢气纯化器进一步纯化氢气。
电解槽:电解槽是制氢站的设备,通过电解水制取氢气和氧气。如果电解槽的密封不良或设备损坏,可能会导致氢气泄漏。气体冷却器:在纯化后的氢气需要经过冷却器降温。如果冷却器发生泄漏,可能会造成氢气排放。为防止这种情况,应强化冷却器的设计和操作,并定期进行维护和检查。压缩机:压缩机也是制氢站中容易出现氢气泄漏的设备。设备的振动或操作不当都可能导致泄漏。储罐区:储罐区也是氢气泄漏的易发区域。如果储罐存在缺陷或维护不当,如储罐密封垫片老化、破裂,或者储罐内部腐蚀、磨损等,都可能导致氢气泄漏。充装口/卸料口:这些部件的密封性能不佳或老化可能会导致氢气泄漏。例如,阀门密封垫片老化、破裂,或者阀门操作不当都可能引起氢气泄漏。根据天然气参加反应的不同,可以分为传统水蒸气重整制氢,部分氧化反应制氢,自热重整制氢三种制氢工艺。
传统的能源生产方式往往会产生大量的污染物和温室气体,对环境造成严重影响。而制氢设备采用清洁能源,如太阳能、风能等,可以实现零排放的生产过程。这不仅有助于减少空气和水污染,还有助于降低全球温室气体排放,应对气候变化。其次,制氢设备在社会责任方面也发挥着重要作用。制氢设备可以为社会提供可再生能源,为各行各业提供清洁能源解决方案。这不仅有助于减少对有限资源的依赖,还可以促进经济的可持续发展。同时,制氢设备的推广还可以创造就业机会,提高当地居民的生活质量。为了实现制氢设备的可持续发展,我们需要制定一系列战略和计划。我们应该加大对制氢设备的研发投入,不断提高其技术水平和效率。通过技术创新,我们可以减少制氢设备的成本,提高其竞争力,从而更好地满足市场需求。甲醇蒸汽重整过程既可以使用等温反应系统,也可以使用绝热反应系统。上海大型天然气制氢设备
。氢气需要压缩到可用的空间中,以存储足够的量,来满足车辆的工作循环要求。上海大型天然气制氢设备
天然气制氢装置中氢气提纯工艺主要是在适当条件下,将活性炭、氧化铝等组成吸附床,并用吸附床将变换气中各杂质组分在适当的压力条件下进行吸附,不易被吸附的氢气就从吸附塔的出口输出,从而实现氢气的提纯。“绿色甲醇的产业规模还很小,市场仍处于布局阶段,即使现在宣布的绿色甲醇产能全部得到释放,也很难满足甲醇船舶增长对绿色燃料的需求。”在市场着眼于绿色甲醇产能扩张的同时,行业要坚持“两条腿走路”:一方面。积极拓展甲醇应用市场,让更多认识到甲醇的优势,传统甲醇和绿色甲醇在性能上没有区别,接受传统甲醇向绿色甲醇过渡的路径;另一方面。着力提升绿色甲醇技术和经济可行性,等到绿色甲醇能够完全满足市场需求时,替代传统甲醇,实现减碳目标。上海大型天然气制氢设备