天然氣制氫方法主要有熱裂解法、催化裂解法和重整法等。熱裂解法熱裂解法是將天然氣在高溫下分解為氫氣和碳,常用反應溫度在800度至1000度之間。催化裂解法催化裂解法是在催化劑的作用下將天然氣在低溫下分解為氫氣和碳。由于反應溫度較低,能量損失小。催化劑通常是鉅、鉑、銘等貴金屬催化劑。重整法是利用天然氣進行催化重整反應,其原理是將天然氣與水蒸氣加熱至高溫,經過反應后得到大量的氫氣和一定量的CO2。重整反應通常采用鎳為催化劑。天然氣制氫工藝流程主要包括凈化系統(tǒng)與轉化系統(tǒng)和提純系統(tǒng)。凈化系統(tǒng)主要包括對原料氣的烯烴、含硫進行凈化,原因是轉化催化劑的敏感。轉化系統(tǒng)主要是以凈化氣、蒸汽在轉化催化劑的作用下,轉化成氫氣、CO/CO2,然后經過以Fe3O4為催化劑使得CO轉化成C02和氫氣,經過凈化系統(tǒng),得到純度較高的氫氣。天然氣制氫技術特點:(1)技術成熟,運行安全可靠。(2)操作簡單,自動化程度高。(3)運行成本低廉,回收期短。(4)低氮排放技術,滿足環(huán)境保護要求。(5)優(yōu)化圓筒爐結構,結構簡單,可靠性高。(6)PSA解吸氣全回燒,降低燃料消耗,減少廢氣排放。(7)裝置設備高度集成化,實現(xiàn)撬塊化,占地小,工期短??煽康奶烊粴庵茪湓O備在氫能產業(yè)中占據重要地位。福建制造天然氣制氫設備
氫氣作為一種無色無味的氣體,能夠通過多種方式生產,根據生產過程中使用的能源和產生的環(huán)境影響可分為不同種類。綠氫是的氫能源,通過電解可再生能源來生產。由于能源來自可再生來源,綠氫被認為是應對氣候變化的重要能源。當供電解用的能源來自于像風,水或太陽能這樣的可再生能源時,就是綠氫。紅氫與綠氫類似,也是通過電解生產的,但能源來自核電站。雖然會產生放射性廢物,但這些廢物可被回收,使得紅氫具有綠色屬性。黃氫的生產同樣通過電解,但其能源來自公共電網。然而,如果電網主要依賴化石燃料,黃氫的環(huán)境影響將受到限制。綠氫,是通過風能或太陽能等可再生清潔能源發(fā)電,再利用這些清潔電能,以電解水方式制取氨氣。福建制造天然氣制氫設備天然氣部分氧化制氫工藝所消耗的能量更加少。
天然氣制氫主要有熱裂解法、催化裂解法和重整法等。熱裂解法熱裂解法是將天然氣在高溫下分解為氫氣和碳。具有局限性。催化裂解法催化裂解法是在催化劑的作用下將天然氣在低溫下分解為氫氣和碳。由于反應溫度較低,能量損失小。催化劑通常是鉅、鉑、銘等貴金屬催化劑。重整法是利用天然氣進行催化重整反應,其原理是將天然氣與水蒸氣加熱至高溫,經過反應后得到大量的氫氣和一定量的CO2。重整反應通常采用鎳為催化劑。天然氣制氫工藝的改進通過對轉化爐、熱量回收系統(tǒng)等進行改造可以實現(xiàn)成本節(jié)約、降低對天然氣原料的消耗,這種技術通過對原料的消耗,這種技術通過對天然氣加氫脫硫和在轉化爐中放置適量的特殊催化劑進行裂解重整,生成二氧化碳、氫氣和一氧化碳的轉化氣,之后再進行熱量回收,經一氧化碳變換降低轉化氣中一氧化碳的含量、再通過PSA變壓吸附提純就可以得到純凈的氫氣。天然氣制氫裝置中氫氣提純工藝主要是在適當條件下,將活性炭、氧化鋁等組成吸附床,并用吸附床將變換氣中各雜質組分在適當的壓力條件下進行吸附,不易被吸附的氫氣就從吸附塔的出口輸出,從而實現(xiàn)氫氣的提純。
氫氣泄漏不僅直接威脅到人體的安全,如可能導致皮膚高溫灼傷,而且還可能產生大量的紫外線和次生火災產生有害物質,對人體構成潛在危害。此外,高濃度的氫氣可能導致缺氧,從而對人的生命安全構成威脅。因此,我們必須采取嚴格的措施來確保制氫站的安全運行,并在發(fā)生泄漏時迅速地響應,以比較大限度地減少對人員的危害。在制氫站中,氫氣既是重要的生產要素,又潛藏著嚴重的安全。作為一種易燃易爆的氣體,氫氣的泄漏可能會引發(fā)嚴重的火災。因此,識別可能的氫氣泄漏點在制氫站的安全運行至關重要。這些可能的泄漏點主要包括電解槽、氣體冷卻器、壓縮機、儲罐區(qū)、充裝口/卸料口、管道系統(tǒng)、安全閥/泄壓閥等。為了防范這些潛在的因素,因此在這些位置需要安裝氫氣傳感器,持續(xù)監(jiān)測這些區(qū)域的氣體濃度。未來應聚焦氫能領域關鍵技術,著眼于氫能產業(yè)鏈發(fā)展路徑。
氫能作為一種燃料被運用其實已經不是一件新鮮事。之所以選擇氫能,重要的原因在于其燃燒熱值非常高,相當于同等質量汽油的3倍,燃燒產物是水,清潔無污染,能夠滿足人類社會可持續(xù)發(fā)展的需要。雖然優(yōu)點很多,但不可否認,一些劣勢也影響了對它的直接運用。氫氣具有非常寬的燃燒界限,并且其點火能量非常低,遠小于汽油和天然氣的點火能量。介紹,以內燃機系統(tǒng)進行氫能的利用,氫氣與空氣壓縮混合后在氣缸內燃燒,然后將其蘊含的化學能轉化為機械能,從而實現(xiàn)動能的輸出。但這種方式能源轉換效率不高,而且由于氫氣的特質,還有易發(fā)生氫內燃機早燃、回火以及爆燃等弊端,對氫能的安全利用帶來挑戰(zhàn)。氫能因其大規(guī)模和長期的應用優(yōu)勢,在終端能源需求中的潛在占比預計可達15%至20%。江蘇天然氣天然氣制氫設備
當前,突破綠氫的關鍵技術并降低其成本是推動氫能需求增長的因素。福建制造天然氣制氫設備
氫能是“多彩”的。根據不同制取方式,氫能可分為綠氫、灰氫、藍氫、紫氫、金氫等。其中,灰氫來自煤炭制氫、天然氣制氫、工業(yè)副產氫氣,屬于直接制氫,成本較低,但需要消耗煤、天然氣等化石能源,會產生大量二氧化碳。目前,灰氫產量約占全球氫氣產量的九成以上。藍氫則是在灰氫基礎上,將制備過程中排放的二氧化碳副產品捕獲、利用和封存。紫氫是利用核能進行大規(guī)模電解水制氫。近年來,地質學家還發(fā)現(xiàn)了金氫,它由地下水與地下橄欖石(一種呈綠色的鎂鐵硅酸鹽)等礦物相互作用,使水被還原為氧氣和氫氣。在這一過程中,氧氣與礦物中的鐵結合,氫氣則逃逸到周圍的巖石中,并利用地下礦石的石化過程不斷再生氫氣。金氫因其地質儲藏勘測和開采難度極大,目前尚未得到充分開發(fā)利用。 福建制造天然氣制氫設備