天然氫是一種自然生成的、可持續(xù)的氫源自上世紀(jì)初以來(lái),進(jìn)行石油礦物開(kāi)采時(shí)常發(fā)現(xiàn)有天然生成的氫氣逸出,地質(zhì)勘探界稱(chēng)之為“天然氫”(Naturalhydrogen)。經(jīng)過(guò)國(guó)內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn),天然氫分布于在自然界大氣圈、地殼、地幔、地下水等系統(tǒng)中。其中,分布在大陸殼、洋殼和火山熱液等地質(zhì)環(huán)境中、且可在地表檢測(cè)到較高濃度的氫源,也稱(chēng)之為“地質(zhì)氫”,即地質(zhì)成因的氫。另外為與氫能中的“灰氫”、“藍(lán)氫”和“綠氫”區(qū)分開(kāi),也有報(bào)告及論文中使用“金氫”或“白氫”來(lái)描述天然氫。相對(duì)電解制氫,天然氫開(kāi)采擁有較低的成本下限。尤其對(duì)高濃度天然氫礦藏,其開(kāi)采成本可遠(yuǎn)低于其他制氫途徑。海外可再生能源制氫的成本約為20-35元/kg,天然氣制氫成本也在10元/kg以上,而高濃度天然氫的開(kāi)采成本可低至天然氣制氫的十分之一以下。天然氣制氫設(shè)備的生產(chǎn)和使用可以為人類(lèi)社會(huì)的未來(lái)發(fā)展帶來(lái)更多的希望和可能性,為建設(shè)美好世界作出貢獻(xiàn)。國(guó)內(nèi)天然氣制氫設(shè)備生產(chǎn)廠家
天然氣脫硫:本裝置采用干法脫硫來(lái)處理該原料氣中的硫份。為了脫除有機(jī)硫,采用鐵錳系轉(zhuǎn)化吸收型脫硫催化劑,并在原料氣中加入約1-5%的氫,在約400C高溫下發(fā)生下述反應(yīng):RSH+Hz=HzS+RHHS+MnO=MnS+HO經(jīng)鐵錳系脫硫劑初步轉(zhuǎn)化吸收后,剩余的硫化氫,再在采用的氧化鋅催化劑作用下發(fā)生下述脫硫反應(yīng)而被吸收:HS+ZnO=ZnO+HOCHsSH+ZnS+CHs+H0氧化鋅吸硫速度極快,因而脫硫沿氣體流動(dòng)方向逐層進(jìn)行,硫被脫除至0.1ppm以下,以滿足蒸汽轉(zhuǎn)化催化劑對(duì)硫的要求。寧夏甲醇天然氣制氫設(shè)備現(xiàn)代制氫設(shè)備通常采用高效催化劑,以降低反應(yīng)溫度和壓力,提高生產(chǎn)效率。
隨著燃料電池技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用,氫作為燃料電池的燃料,在未來(lái)能源結(jié)構(gòu)中的地位將日益重要,各發(fā)達(dá)***越來(lái)越重視對(duì)氫能的發(fā)展。近期氫能發(fā)展主要以化石燃料為原料實(shí)現(xiàn)廉價(jià)氫的生產(chǎn),而從建立燃料電池汽車(chē)加氫站和提供分散氫源方面考慮,則要求有先進(jìn)的小規(guī)模天然氣現(xiàn)場(chǎng)制氫與氣體純化技術(shù)。目前,約96%的氫是以煤、石油和天然氣等化石資源制取的,其中采用天然氣(主要成分是甲烷)制氫更為經(jīng)濟(jì)與合理?,F(xiàn)有的天然氣制氫技術(shù)主要包括天然氣的水蒸氣重整,自熱重整以及部分氧化重整等。
國(guó)內(nèi)現(xiàn)階段尚無(wú)天然氫的勘探及開(kāi)采項(xiàng)目披露,但在天然氫的資源分布數(shù)據(jù)及研究也已有一定的積累。依托于已覆蓋國(guó)內(nèi)大部分地區(qū)的油氣和礦產(chǎn)資源勘探開(kāi)發(fā)活動(dòng),國(guó)內(nèi)已有較多的天然氫發(fā)現(xiàn)案例。如在在松遼盆地的個(gè)別鉆井中發(fā)現(xiàn)氫氣含量高達(dá)85.54%,在柴達(dá)木盆地三湖地區(qū)2號(hào)井的巖屑罐頂氣中,檢測(cè)到了含量可達(dá)99%的氫氣。此外,在云南騰沖部分熱泉、山西沁水煤礦和煤井、渤海灣盆地、松遼盆地等多地我國(guó)均有低濃度天然氫發(fā)現(xiàn)案例。在這些地區(qū),中石化、中煤,以及地質(zhì)勘探機(jī)構(gòu)等油氣、礦產(chǎn)企業(yè)機(jī)構(gòu)或已掌握了較為可觀的天然氫分布資料。天然氣是制氫設(shè)備的主要原料,經(jīng)過(guò)一系列化學(xué)反應(yīng)后,可以生成高純度的氫氣。
天然氣制氫是把天然氣通過(guò)化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為氫氣的過(guò)程。大型天然氣制氫反應(yīng)器較為成熟,但適用于燃料電池的小微型天然氣制氫反應(yīng)器需將原料氣預(yù)熱、脫鹽水加熱及工藝蒸汽生產(chǎn)、空氣預(yù)熱、燃料及燃燒器、催化重整轉(zhuǎn)化、煙氣與工藝氣換熱等多個(gè)系統(tǒng)高度集成,設(shè)計(jì)和加工制造難度較大。每一個(gè)或幾個(gè)固體氧化物燃料電池(SOFC)電堆發(fā)電,就需要至少匹配1臺(tái)小微型天然氣制氫反應(yīng)器。小微型天然氣制氫反應(yīng)器還可經(jīng)進(jìn)一步處理,匹配質(zhì)子交換膜燃料電池(PEFC)熱電聯(lián)供系統(tǒng),適用于電廠冷卻用氫及實(shí)驗(yàn)室用氫等小規(guī)模工業(yè)用氫場(chǎng)景,市場(chǎng)應(yīng)用前景廣闊。天然氣制氫設(shè)備的生產(chǎn)和使用可以促進(jìn)科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級(jí),提高國(guó)家的科技實(shí)力和競(jìng)爭(zhēng)力。山西制造天然氣制氫設(shè)備
制氫設(shè)備在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的副產(chǎn)物,需要進(jìn)行分離和處理,以避免對(duì)環(huán)境造成污染。國(guó)內(nèi)天然氣制氫設(shè)備生產(chǎn)廠家
盡管?chē)?guó)際上已有較多天然氫發(fā)現(xiàn)案例,油氣礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)企業(yè)也掌握有著較多天然氫分布相關(guān)的資料,但目前仍未有真正商業(yè)化的天然氫開(kāi)采項(xiàng)目落地。能景研究認(rèn)為,高濃度天然氫礦藏的勘探定位、法規(guī)配套、市場(chǎng)消納尋找是項(xiàng)目落地慢的三大要素。高濃度天然氫礦藏是項(xiàng)目降低開(kāi)采難度、降低開(kāi)采成本的關(guān)鍵。天然氫中往往伴有二氧化碳、甲烷、氮?dú)獾榷喾N雜質(zhì),且不同產(chǎn)地的成分相差較大,某些礦藏中還含有高濃度硫化物等對(duì)氫燃料電池有害的物質(zhì),提高了提純技術(shù)的要求,也提高了開(kāi)采成本?,F(xiàn)階段,天然氫開(kāi)采探索尚未完全起步,技術(shù)尚未完全成熟,因此相關(guān)開(kāi)發(fā)商仍在以勘探高濃度氣源為重心。國(guó)內(nèi)天然氣制氫設(shè)備生產(chǎn)廠家