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。甲醇部分氧化制氢甲醇部分氧化制氢是放热反应。贵州小型甲醇裂解制氢
甲醇与水蒸气在一定的温度、压力条件下通过催化剂,在催化剂的作用下,发生甲醇裂解反应和一氧化碳的变换反应,生成氢和二氧化碳,这是一个多组份、多反应的气固催化反应系统。反应方程如下:CH3OH→CO+2H2(1)H2O+CO→CO2+H2(2)CH3OH+H2O→CO2+3H2(3)重整反应生成的H2和CO2,再经过变压吸附法(PSA)将H2和CO2分离,得到高纯氢气。工业上利用甲醇制氢有二种途径:甲醇分解、甲醇部分氧化和甲醇蒸汽重整。甲醇蒸汽重整制氢由于氢收率高,能量利用合理,便于工业操作而更多地被采用。甲醇蒸汽重整是吸热反应,可以认为是甲醇分解和一氧化碳变换反应的综合结果。甲醇蒸汽重整制氢工艺,经历了多次技术改进,已相当成熟。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。等温反应系统采用管式反应器,管壳中充满热载体进行换热,保持恒温反应。在绝热反应系统中,蒸汽与甲醇混合物经过一系列绝热催化剂床层,床层之间配备换热器。反应产物净化系统可根据产品质量等级要求选择,变压吸附及膜分离技术是非常实用的气体净化技术。 四川天然气甲醇裂解制氢裂解过程中产生的二氧化碳可考虑进行捕集和利用,以实现碳中和。
氢气泄漏不仅直接威胁到人体的安全,如可能导致皮肤高温灼伤,而且还可能产生大量的紫外线和次生火灾产生有害物质,对人体构成潜在危害。此外,高浓度的氢气可能导致缺氧,从而对人的生命安全构成威胁。因此,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,以比较大限度地减少对人员的危害。在制氢站中,氢气既是重要的生产要素,又潜藏着严重的安全。作为一种易燃易爆的气体,氢气的泄漏可能会引发严重的火灾。因此,识别可能的氢气泄漏点在制氢站的安全运行至关重要。这些可能的泄漏点主要包括电解槽、气体冷却器、压缩机、储罐区、充装口/卸料口、管道系统、安全阀/泄压阀等。为了防范这些潜在的因素,因此在这些位置需要安装氢气传感器,持续监测这些区域的气体浓度。
甲醇蒸汽重整是吸热反应,可以认为是甲醇分解和一氧化碳变换反应的综合结果。甲醇蒸汽重整制氢工艺,经历了多次技术改进,已相当成熟。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。等温反应系统采用管式反应器,管壳中充满热载体进行换热,保持恒温反应。在绝热反应系统中,蒸汽与甲醇混合物经过一系列绝热催化剂床层,床层之间配备换热器。反应产物净化系统可根据产品质量等级要求选择,变压吸附及膜分离技术是非常实用的气体净化技术。将氢储存在甲基环己烷和甲苯等有机液体中是储氢和运输氢的重要方向。科研人员用镍和锡取代铂,研发出一种新型的脱氢催化剂,且对储氢载体没有破坏作用,可重复使用。镍可作为氢化和脱氢反应催化剂,在未经修饰的情况下具有极高的催化活性,会导致载体分子被破坏。科研人员用锡对镍基催化剂进行改性。在用甲基环己烷作为氢载体的试验中,350℃的温度下,该催化剂作用下的脱氢效率达%。%是副产品苯和甲烷,降低了苯和甲烷浓度。下一步,科研人员将研究在新一代液态有机氢载体环境加氢和脱氢催化剂。 高温重整制氢是一种常用的氢气生产方法,其原理主要涉及到两个步骤:重整反应和水气反应。
制氢方案对比选择(1)煤炭制氢制取过程比天然气制氢复杂,得到的氢气成本也高。(2)由于生物制氢、生物质制氢和富氢气体制氢等方法制取的氢气杂质含量高、纯度较低,不能达到GT等技术提供商的氢气纯度要求。(3)国内多晶硅绝大多数都采用的是水电解制氢,只有中能用的是天然气制氢,而国外应用的更多是甲醇制氢。
三种制氢方案对比:天然气水蒸汽重整制氢、甲醇水蒸汽重整制氢、电解水制氢大型制氢:天然气水蒸汽重整制氢占主导地位:(1)天然气既是原料气也是燃料气,无需运输,氢能耗低,消耗低,氢气成本。(2)自动化程度高,安全性能高。(3)天然气制氢投资较高,适合大规模工业化生产。 高温甲醇制氢催化剂通常可满足多种温度需求。甲醇重整甲醇裂解制氢生产厂家
甲醇裂解制氢技术,正不断革新以提升效率。贵州小型甲醇裂解制氢
煤制气装置:煤制氢装置的生产过程为通过将煤浆和纯氢,经气化、净化单元后生成纯度达到、酸性气。国内外主要有代表性的煤气化技术包括煤干粉进料、水煤浆气化、块(碎)煤气化等。从目前已投产的煤气化装置运行情况来看,气流床气化技术的工业化发展速度快,其中以湿法进料气化技术更为成熟。氢气市场应用领域广阔,应用于化工、冶金、电力、电子等行业,用作保护气体、还原气体、原料气体电池燃料。其次,氢的热值高,反应速度快,获得途径多,储存形式多样。水是它的产物,已普遍被人们认为是一种理想的新世纪无污染的绿色能源。由于其经济性、机动性、环境友好性,因此扩大氢生产资源、开发新的制氢工艺以及改进现有制氢工艺,受到人们的普遍关注。制氢的原料包括:煤炭、水、烃类、氨气、硫化氢、有机废水和醇类。煤炭制氢成本低且可大规模制氢,但制氢工艺流程较长,操作环境差。以水为原料制氢方法包括:太阳能高温电解水工艺、核热高温电解水工艺、电流循环制氢工艺、光催化分解水技术。分解硫化氢、氨气制氢方法主要包括:高温热解法、光催化法和等离子化学离解法。贵州小型甲醇裂解制氢
甲醇制氢在能源产业中的应用主要体现在清洁能源供应方面。甲醇作为一种可储存和运输的氢源,可以通过制氢技术转化为氢气,为能源产业提供清洁、高效的能源解决方案。在能源短缺或不稳定的情况下,甲醇制氢技术可以作为一种可靠的能源替代方案,满足能源产业对氢气的需求。甲醇制氢在化工生产中具有广泛应用。氢气是许多化工反应的重要原料,而甲醇制氢技术可以提供稳定、纯净的氢气供应。通过甲醇制氢技术,化工企业可以实现氢气的自给自足,降低对外部氢气供应的依赖,并提高生产效率和产品质量。甲醇作为原料,其成本波动直接影响甲醇裂解制氢的经济可行性。上海甲醇重整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...