抽水蓄能、壓縮空氣儲能(包括液化空氣儲能)以及氫儲能是具備大規(guī)模儲能能力的儲能技術。抽水蓄能電站受到地理條件的限制較為苛刻,并且我國可再生能源資源集中的地區(qū)往往其水資源也比較有限,無法滿足抽水蓄能電站的建設需求,因此,我國抽水蓄能的發(fā)展?jié)摿⒉粩鄿p小。壓縮空氣儲能與氫儲能的儲能容量大、壽命長,隨著其技術的進步和完善,具有強大的發(fā)展?jié)摿Α,F(xiàn)階段,壓縮空氣儲能的技術較為成熟,我國壓縮空氣儲能的示范項目也正在不斷布局。氫儲能,尤其氫液化工藝與壓縮空氣儲能(包括液化空氣儲能)工藝具有較好的耦合性,耦合工藝可以進行能量的梯次利用以提高聯(lián)合工藝的整體能效,如圖所示。此外,這兩類儲能技術具有相同的關鍵設備。 變壓吸附提氫吸附劑可以通過改變吸附劑的晶體結構來調(diào)節(jié)氫氣的吸附性能。廣東變壓吸附提氫吸附劑生產(chǎn)廠家
陰離子交換膜電解水技術(AEM):能夠生產(chǎn)低成本的氫氣,需突破關鍵材料技術限制。電解槽結構類似于PEM電解槽,主要由陰離子交換膜、過渡金屬催化電極極板、氣體擴散層和墊片等組成,常使用純水或低濃度堿溶液作為電解質(zhì)。陰離子交換膜可以傳導氫氧根離子,并阻隔氣體和電子直接在電極間傳遞。AEM電解水技術工作原理為,水從陽極過陰離子交換膜到陰極,接受電子產(chǎn)生氫氣和氫氧根離子,氫氧根離子穿過陰離子交換膜到陽極,釋放電子生成氧氣。氫氧根穿過陰離子交換膜回到陽極并放出電子產(chǎn)生氧氣,氧氣隨后通過氣體擴散層與電解液一起流出。AEM電解水技術使用廉價的非貴金屬催化劑和碳氫膜,具有成本低、電流密度較大等,并且可以與可再生能源耦合。目前AEM技術還處于研發(fā)階段,發(fā)展程度將取決于催化劑、聚合物膜、膜電極等關鍵材料技術的突破情況。 山東國內(nèi)變壓吸附提氫吸附劑活性炭是一種多孔性吸附劑,具有吸附能力強、成本低等優(yōu)點,適用于從低濃度氫氣中提純氫氣。
煤制氣裝置:煤制氫裝置的生產(chǎn)過程為通過將煤漿和純氫,經(jīng)氣化、凈化單元后生成純度達到、酸性氣。從目前已投產(chǎn)的煤氣化裝置運行情況來看,氣流床氣化技術的工業(yè)化發(fā)展速度快,其中以濕法進料氣化技術更為成熟。氫氣市場應用領域廣闊,應用于化工、冶金、電力、電子等行業(yè),用作保護氣體、還原氣體、原料氣體電池燃料。其次,氫的熱值高,反應速度快,獲得途徑多,儲存形式多樣。由于其經(jīng)濟性、機動性、環(huán)境友好性,因此擴大氫生產(chǎn)資源、開發(fā)新的制氫工藝以及改進現(xiàn)有制氫工藝,受到人們的普遍關注。制氫的原料包括:煤炭、水、烴類、氨氣、硫化氫、有機廢水、醇類。煤炭制氫成本低且可大規(guī)模制氫,但制氫工藝流程較長,操作環(huán)境差。以水為原料制氫方法包括:太陽能高溫電解水工藝、核熱高溫電解水工藝、電流循環(huán)制氫工藝、光催化分解水技術。分解硫化氫、氨氣制氫方法主要包括:高溫熱解法、光催化法和等離子化學離解法。
在眾多因素中,甲醇制氫設備的運營成本和維護成本是評估其經(jīng)濟性的重要指標。首先,運營成本主要包括甲醇原料成本、工藝能耗成本以及人工成本等。其中,甲醇原料成本是運營成本的主要部分。甲醇價格的波動會直接影響制氫成本,進而影響到運營成本的穩(wěn)定性。工藝能耗成本則受到生產(chǎn)工藝和設備水平的影響,一般占比約20%。人工成本則涉及設備運行和維護所需的人員工資和相關費用。而維護成本主要包括設備定期維護、保養(yǎng)和修理等費用。這些費用與設備的維護周期、維護內(nèi)容以及維護所需的材料和人工等因素有關。通常,維護成本也約占制氫總成本的20%左右,在進行具體的經(jīng)濟評估時,需要根據(jù)實際情況進行詳細分析和測算。此外,為了降低甲醇制氫設備的運營成本和維護成本,可以采取一些措施,如優(yōu)化生產(chǎn)工藝、提高設備效率、加強設備維護和管理、合理采購和儲存原料等。,這些措施有助于降低能耗、減少故障和停機時間,從而提高設備的經(jīng)濟性和競爭力。分子篩是一種具有高度選擇性的吸附劑,可以實現(xiàn)對氫氣與其他氣體的有效分離,適用于高純度氫氣的生產(chǎn)。
氫氣純化方法主要分為物理法、化學法和膜分離法。物理法中的深冷分離法是利用原料氣中不同組分的相對揮發(fā)度的差異來實現(xiàn)氫氣的分離和提純。與甲烷和其他輕烴相比,氫具有較高的相對揮發(fā)度。隨著溫度的降低,碳氫化合物、二氧化碳、一氧化碳、氮氣等氣體先于氫氣凝結分離出來。深冷分離法的成本高,對不同原料成分處理的靈活性差,有時需要補充制冷,通常適用于含氫量比較低且需要回收分離多種產(chǎn)品的提純處理。金屬鈀膜擴散法的原理是基于鈀膜對氫氣有良好的選擇透過性。在300~500℃下,氫吸附在鈀膜上,并電離為質(zhì)子和電子。在濃度梯度的作用下,氫質(zhì)子擴散至低氫分壓側,并在鈀膜表面重新耦合為氫分子。由于鈀復合膜對氫氣有獨特的透氫選擇性,其幾乎可以去除氫氣外所有雜質(zhì),分離得到的氫氣純度高、回收率高。為防止鈀膜的中毒失效,鈀膜提純技術對原料氣中的CO、H2O、O2等雜質(zhì)含量要求較高,需預先脫除。此外,鈀復合膜的生產(chǎn)成本較高,透氫速度低,無法實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化的應用。 常用的吸附劑包括活性炭、分子篩、沸石等,它們具有不同的吸附性能和適用范圍。資質(zhì)變壓吸附提氫吸附劑公司
這種吸附劑可以通過變壓控制吸附和解吸氫氣。廣東變壓吸附提氫吸附劑生產(chǎn)廠家
氫氣在工業(yè)上的應用早已非常廣。化石燃料制氫是氫氣資源的主要來源,包括煤制氫、天然氣制氫等,綠氫的比例極低,不足1%。氫氣作為工業(yè)原料用于合成氨、合成甲醇、石油煉化等,其作為燃料直接燃燒用于工業(yè)供熱的比例也近15%。因此,在工業(yè)中綠氫取代灰氫或者藍氫也具有相當大的規(guī)模和潛力。常規(guī)的電力來源于化石能源,但是會帶來嚴重的碳排放及環(huán)境污染,在碳中和的發(fā)展原則下,尤其國家鼓勵新能源電力“能建盡建、能發(fā)盡發(fā)”,新能源電力的比重將不斷增大,其也將以綠氫作為載體應用于工業(yè)領域。廣東變壓吸附提氫吸附劑生產(chǎn)廠家