我国将近30%碳排放来源于工业用能(不含电网供电),氢能利用是冶金、化工、炼油等工业部门进行深度脱碳的有效途径。中国钢铁行业90%以上的产能是采用高炉(BOF)技术生产的长流程钢,利用氢气的高还原性,直接用氢气代替煤炭作为高炉的还原剂,可减少乃至完全避免钢铁生产过程中的二氧化碳排放。化工、炼化行业中,氢可用作合成氨、合成甲醇的工业原料,或在石油炼化过程中作为加氢精制、加氢裂化的原料。可再生能源制氢耦合冶金、化工、炼油等工业用户,可助力工业部门实现深度脱碳我们必须采取严格的措施来确保制氢站的安全运行,并在发生泄漏时迅速地响应。广东自热式甲醇裂解制氢
氢气作为能源载体,本身并不含有碳元素,其是否能发挥脱碳作用取决于其生产方式。根据可再生能源机构报道,按照氢气的来源,可以将其划分为绿氢、蓝氢和灰氢。其中,通过可再生能源电力电解水制取的氢气为绿氢,这一过程中没有二氧化碳(CO2)的产生,实现100%绿色氢气生产;通过化石燃料制取氢气(如天然气裂解制氢、含氢工业尾气提取氢气等),产生的CO2会被捕集、存储并被利用,整个过程实现CO2零排放,生产的氢气被认为是蓝氢;而通过化石燃料生产氢气,产生的CO2直接排放到大气中,生产的氢气称为灰氢。从碳中和目标的角度而言,要实现脱碳,绿氢是终的选择。宁夏节能甲醇裂解制氢甲醇裂解制氢系统具有操作简便、维护成本低的特点。
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。
氢能优点,在于储量丰富、燃烧快、无毒害和发热值高等。但是氢能缺点在于制造成本高,而且还不稳定。作为一种二次能源,氢能来源,清洁低碳,应用场景丰富,而且有利于推动传统化石能源的清洁高效利用,可以支撑可再生能源的大规模发展。我们看待事物,既要看现实,更要看未来。近年来,全球能源转型正在加快,氢能及氢燃料电池产业发展迅速,并逐步成为全球能源科技和未来能源转型发展的重要方向。从历史发展来看,在二战期间,人们便开始研发氢能技术,并且不断取得实际研究的效果而逐渐得到实际利用,比如氢能已经被用作V-2火箭的液体推进剂。当今火箭的燃料也大都以液氢为主,科学家已经开始研究在超音速飞机和洲际客机上利用氢能作动力的燃料,氢能源汽车已经被开发并投入试运行。人类需要设想,需要想象,需要展望。热回收系统可以进一步提高甲醇裂解制氢的经济性。
在能源领域,甲醇裂解制氢具有重要的战略意义。随着全球对清洁能源的需求不断增加,氢气作为一种清洁、高效的能源载体,受到越来越多的关注。甲醇裂解制氢可以利用现有的甲醇生产和运输设施,快速实现氢气的大规模生产和供应。同时,甲醇可以从多种来源获取,如煤炭、天然气、生物质等,这为不同地区根据自身资源特点选择合适的制氢原料提供了可能。
甲醇裂解制氢技术的发展也为可再生能源的利用提供了新的途径。例如,利用太阳能、风能等可再生能源产生的电力来电解水制氢,然后将氢气与二氧化碳反应合成甲醇。当需要氢气时,再通过甲醇裂解制氢的方式将氢气释放出来。这种方法可以实现可再生能源的储存和利用,提高可再生能源的稳定性和可靠性。在交通领域,甲醇裂解制氢可以为氢燃料电池汽车提供氢气。与传统的燃油汽车相比,氢燃料电池汽车具有零排放、高效率等优点。通过甲醇裂解制氢,可以在现有的加油站等基础设施上进行改造,建立甲醇加注站和氢气加注站,为氢燃料电池汽车的推广提供便利。 氢储能是一种新型储能方式,具有调节周期长、储能容量大的优势。安徽自热式甲醇裂解制氢
催化剂的选择和优化是提升甲醇裂解效率的关键。广东自热式甲醇裂解制氢
化石能源制氢是目前全球技术比较成熟、应用广、成本低廉的可规模化制氢的技术路线。但伴随着越来越多地区将碳中和作为气候目标,由于制氢过程具有较高的碳排放,化石能源制氢的发展正逐渐受限。在我国《氢能产业发展中长期规划》中也明确提到,要“严格化石能源制氢"。但由于技术成熟度和成本的原因,短期来看,其他低碳化的制氢技术还难以完全替代化石能源制氢,化石能源制氢仍将是主流的制氢技术路线,也是制气工业的重要组成部分,2021年,我国氢气产量约3300万吨,其中化石能源制氢占全部制氢量的80%,是我国主要的制氢技术路线。因为制氢过程碳排放较高,化石能源制氢也被称为“灰氢"。根据原料的不同,化石能源制氢主要分为煤制氢.天然气制氢、石油制氢三类。由于我国“富煤、贫油、少气”的资源禀赋,我国的化石能源制氢又以煤制氢为主。 广东自热式甲醇裂解制氢