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”(Naturalhydrogen)。经过国内外研究发现,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,也有报告及论文中使用“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。海外可再生能源制氢的成本约为20-35元/kg,天然气制氢成本也在10元/kg以上,而高浓度天然氢的开采成本可低至天然气制氢的十分之一以下。天然气制氢设备的生产和使用可以促进能源转型和可持续发展,为人类社会的未来发展提供更多的选择和可能性。国内天然气制氢设备供应商家
天然气制氢工艺的原理就是先对天然气进行预处理,然后在转化炉中将甲烷和水蒸气转化为一氧化碳和氢气等,余热回收后,在变换塔中将一氧化碳变换成二氧化碳和氢气的过程,这一工艺技术的基础是在天然气蒸汽转化技术的基础上实现的。在变换塔中,在催化剂存在的条件下,控制反应温度,转化气中的一氧化碳和水反应,生成氢气和二氧化碳。天然气中的烷烃在适当的压力和温度下,就会发生一系列化学反应生成转化气,转化气再经过热换、冷凝等过程,使气体在自动化的控制下通过装有多种吸附剂的PAS装置后,一氧化碳、二氧化碳等杂质被吸附塔吸附,氢气送往用气单位,吸附了杂质的吸附剂,经解吸后,解析气可送往变换炉作为燃料,吸附剂也完成再生。海南国内天然气制氢设备天然气制氢设备的应用领域包括燃料电池、交通运输等多个领域,为实现能源转型和碳减排做出了重要贡献。
蒸汽转化和变换原理原料天然气和蒸汽在转化炉管中的高温催化剂上发生烃-蒸汽转化反应,主要反应如下CHa+H,O=CO+3Hz-Q(1)一氧化碳产氢CO+HO=CO+Hz+Q(2)前一反应需大量吸热,高温有利于反应进行:后一反应是微放热反应,高温不利于反应进行。因此在转化炉中反应是不完全的。在发生上述反应的同时还伴有一系列复杂的付反应。包括烃类的热裂解,催化裂解,水合,蒸汽裂解,脱氢,加氢,积碳,氧化等。在转化反应中,要使转换率高,残余甲烷少,氢纯度高,反应温度要高,但要考虑设备承受能力和能耗,所以炉温不宜太高。为缓和积碳,增加收率,要控制较大的水碳比。
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,投,工期短。 制氢设备在燃料电池领域也具有广泛的应用前景,可以用于为汽车、飞机等提供清洁能源。
天然气水蒸气重整在合成氨工业中应用十分,但在加氢站规模,天然气水蒸气重整和变压吸附(PSA)分离净化氢气的整套装置投资以及制氢成本都会大幅度增加。天然气的自热重整,部分氧化重整的共同特点是系统中需要有制纯氢的设备,并且产品气是CO、CO2和H2的混合气,仍需经过变换反应和氢气的分离过程。因此,现有的天然气水蒸气重整制氢和常规的深冷分离或变压吸附分离净化氢技术,不是很适于加氢站对小规模制氢装置的需求,研究开发制氢新工艺,缩短流程,简化操作单元,可以减少小规模现场制氢装置投资和制氢成本。制氢设备在化工领域具有广泛的应用前景,可以用于合成氨、甲醇等化工产品的生产。河北智能天然气制氢设备
天然气制氢设备的使用还可以减少对传统能源的依赖,降低对环境的污染,具有良好的环保效益。国内天然气制氢设备供应商家
天然气制氢是把天然气通过化学反应转化为氢气的过程。大型天然气制氢反应器较为成熟,但适用于燃料电池的小微型天然气制氢反应器需将原料气预热、脱盐水加热及工艺蒸汽生产、空气预热、燃料及燃烧器、催化重整转化、烟气与工艺气换热等多个系统高度集成,设计和加工制造难度较大。每一个或几个固体氧化物燃料电池(SOFC)电堆发电,就需要至少匹配1台小微型天然气制氢反应器。小微型天然气制氢反应器还可经进一步处理,匹配质子交换膜燃料电池(PEFC)热电联供系统,适用于电厂冷却用氢及实验室用氢等小规模工业用氢场景,市场应用前景广阔。国内天然气制氢设备供应商家
从汽车到船舶,从工厂到家庭,氢能出现在社会生产生活各个方面,不少大型城市开始兴建加氢站等基础设施,氢能源技术与产业得到大规模推广。作为氢能生产大国和使用大国,有力推动氢能发展。在交通领域,2022年我国氢能源汽车保有量突破万辆,预计到2025年有望增至10万辆。在旺盛的需求引导下,绿氢制取的成本降低。目前,绿氢主要通过电解水来制取,成本的80%来自电解过程的能耗。根据工作原理、温度以及所用电解池材料的不同,电解水制氢可分为碱性电解水、质子交换膜电解水、高温固体氧化物电解水3类。碱性电解水技术成熟度较高,具有成本优势,是现有大规模绿氢工程项目的主要方案。质子交换膜电解水技术效率高于碱性电解水,系...