陰離子交換膜電解水技術(shù)能夠生產(chǎn)低成本的氫氣,需突破關(guān)鍵材料技術(shù)限制。電解槽結(jié)構(gòu)類(lèi)似于PEM電解槽,主要由陰離子交換膜、過(guò)渡金屬催化電極極板、氣體擴(kuò)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(dǎo)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(shù)工作原理為,水從陽(yáng)極過(guò)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(guò)陰離子交換膜到陽(yáng)極,釋放電子生成氧氣。氫氧根穿過(guò)陰離子交換膜回到陽(yáng)極并放出電子產(chǎn)生氧氣,氧氣隨后通過(guò)氣體擴(kuò)散層與電解液一起流出。AEM電解水技術(shù)使用廉價(jià)的非貴金屬催化劑和碳?xì)淠ぃ哂谐杀镜?、電流密度較大等,并且可以與可再生能源耦合。目前AEM技術(shù)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(guān)鍵材料技術(shù)的突破情況。甲醇裂解制氫的成本效益,在行業(yè)中頗具優(yōu)勢(shì)。國(guó)內(nèi)甲醇裂解制氫供應(yīng)商家
甲醇與水蒸氣在一定的溫度、壓力條件下通過(guò)催化劑,在催化劑的作用下,發(fā)生甲醇裂解反應(yīng)和一氧化碳的變換反應(yīng),生成氫和二氧化碳,這是一個(gè)多組份、多反應(yīng)的氣固催化反應(yīng)系統(tǒng)。反應(yīng)方程如下:CH3OH→CO+2H2(1)H2O+CO→CO2+H2(2)CH3OH+H2O→CO2+3H2(3)重整反應(yīng)生成的H2和CO2,再經(jīng)過(guò)變壓吸附法(PSA)將H2和CO2分離,得到高純氫氣。工業(yè)上利用甲醇制氫有二種途徑:甲醇分解、甲醇部分氧化和甲醇蒸汽重整。甲醇蒸汽重整制氫由于氫收率高,能量利用合理,便于工業(yè)操作而更多地被采用。甲醇蒸汽重整是吸熱反應(yīng),可以認(rèn)為是甲醇分解和一氧化碳變換反應(yīng)的綜合結(jié)果。甲醇蒸汽重整制氫工藝,經(jīng)歷了多次技術(shù)改進(jìn),已相當(dāng)成熟。甲醇蒸汽重整過(guò)程既可以使用等溫反應(yīng)系統(tǒng),也可以使用絕熱反應(yīng)系統(tǒng)。等溫反應(yīng)系統(tǒng)采用管式反應(yīng)器,管殼中充滿(mǎn)熱載體進(jìn)行換熱,保持恒溫反應(yīng)。在絕熱反應(yīng)系統(tǒng)中,蒸汽與甲醇混合物經(jīng)過(guò)一系列絕熱催化劑床層,床層之間配備換熱器。反應(yīng)產(chǎn)物凈化系統(tǒng)可根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量等級(jí)要求選擇,變壓吸附及膜分離技術(shù)是非常實(shí)用的氣體凈化技術(shù)。 陜西甲醇裂解制氫排名裂解反應(yīng)的溫度和壓力條件對(duì)氫氣產(chǎn)量有明顯影響。
介紹制氫站中可能存在氫氣泄漏的各個(gè)位置:充裝口/卸料口:這些部件的密封性能不佳或老化可能會(huì)導(dǎo)致氫氣泄漏。例如,閥門(mén)密封墊片老化、破裂,或者閥門(mén)操作不當(dāng)都可能引起氫氣泄漏。管道系統(tǒng):管道系統(tǒng)中的連接部位也是氫氣泄漏的潛在位置。如果連接不牢固或者密封材料老化,可能會(huì)導(dǎo)致氫氣泄漏。此外,管道系統(tǒng)的腐蝕、磨損等問(wèn)題也可能導(dǎo)致泄漏。安全閥/泄壓閥:當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)壓力過(guò)高時(shí),這些閥門(mén)會(huì)自動(dòng)打開(kāi)釋放壓力。如果閥門(mén)故障或未正確設(shè)置,可能會(huì)導(dǎo)致過(guò)量氫氣排出。因此,要確保安全閥和泄壓閥的功能正常,并定期進(jìn)行校準(zhǔn)和測(cè)試。
三種制氫方案對(duì)比:天然氣水蒸汽重整制氫、甲醇水蒸汽重整制氫、電解水制氫大型制氫:天然氣水蒸汽重整制氫占主導(dǎo)地位:(1)天然氣既是原料氣也是燃料氣,無(wú)需運(yùn)輸,氫能耗低,消耗低,氫氣成本。(2)自動(dòng)化程度高,安全性能高。(3)天然氣制氫費(fèi)用較高,適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn),一般制氫規(guī)模在5000Nm3/h以上時(shí)選擇天然氣制氫工藝更經(jīng)濟(jì)小型制氫、高純氫采用電解水方法:水電解制氫技術(shù)自開(kāi)發(fā)以來(lái)一直進(jìn)展不大,其主要原因是需要耗用大量的電能,電價(jià)的昂貴,用水電解制氫都不經(jīng)濟(jì)。電解水制氫,是較成熟的制氫方法,由于它的電耗較高,致其單位氫氣成本較高。甲醇水蒸汽重整制氫是中小型制氫的(1)甲醇蒸汽重整制氫與大規(guī)模的天然氣制氫或水電解制氫相比,省錢(qián),能耗低。由于反應(yīng)溫度低,工藝條件緩和,燃料消耗也低。(2)甲醇蒸汽重整制氫所用的原料甲醇易得,運(yùn)輸,儲(chǔ)存方便。而且所用的原料甲醇純度高,不需要再進(jìn)行凈化處理,反應(yīng)條件溫和,易于操作。 甲醇蒸汽重整過(guò)程既可以使用等溫反應(yīng)系統(tǒng),也可以使用絕熱反應(yīng)系統(tǒng)。
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(yīng)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(yīng)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(jìn)行催化重整反應(yīng),其原理是將天然氣與水蒸氣加熱至高溫,經(jīng)過(guò)反應(yīng)后得到大量的氫氣和一定量的CO2。重整反應(yīng)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(zhuǎn)化系統(tǒng)和提純系統(tǒng)。凈化系統(tǒng)主要包括對(duì)原料氣的烯烴、含硫進(jìn)行凈化,原因是轉(zhuǎn)化催化劑的敏感。轉(zhuǎn)化系統(tǒng)主要是以?xún)艋瘹?、蒸汽在轉(zhuǎn)化催化劑的作用下,轉(zhuǎn)化成氫氣、CO/CO2,然后經(jīng)過(guò)以Fe3O4為催化劑使得CO轉(zhuǎn)化成C02和氫氣,經(jīng)過(guò)凈化系統(tǒng),得到純度較高的氫氣。天然氣制氫技術(shù)特點(diǎn):(1)技術(shù)成熟,運(yùn)行安全可靠。(2)操作簡(jiǎn)單,自動(dòng)化程度高。(3)運(yùn)行成本低廉,回收期短。(4)低氮排放技術(shù),滿(mǎn)足環(huán)境保護(hù)要求。(5)優(yōu)化圓筒爐結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,可靠性高。(6)PSA解吸氣全回?zé)档腿剂舷?,減少?gòu)U氣排放。(7)裝置設(shè)備高度集成化,實(shí)現(xiàn)撬塊化,占地小,工期短。 甲醇裂解工藝提高了氫氣的產(chǎn)率和能源利用效率。國(guó)內(nèi)甲醇裂解制氫供應(yīng)商家
甲醇裂解制氫是一種清潔的氫氣生產(chǎn)方法。國(guó)內(nèi)甲醇裂解制氫供應(yīng)商家
甲醇制氫技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和未來(lái)主要集中在以下幾個(gè)方面:1.技術(shù)創(chuàng)新:未來(lái),甲醇制氫技術(shù)將繼續(xù)在催化劑和反應(yīng)器方面進(jìn)行創(chuàng)新,以提高反應(yīng)效率和降低成本。2.:隨著意識(shí)的提高,甲醇制氫技術(shù)將更加注重環(huán)境保護(hù)和低排放。未來(lái),將研究如何減少生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的污染物,以降低對(duì)環(huán)境的影響。3.資源化利用:甲醇制氫技術(shù)可以將各種廢棄物轉(zhuǎn)化為氫氣,從而實(shí)現(xiàn)資源的利用。未來(lái),這種資源化利用將得到進(jìn)一步推廣和應(yīng)用,以解決能源危機(jī)和環(huán)境污染問(wèn)題。4.市場(chǎng)需求:隨著氫能經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和氫能應(yīng)用的普及,對(duì)甲醇制氫技術(shù)的需求將逐漸增加。未來(lái),甲醇制氫技術(shù)將在交通、電力、工業(yè)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,為綠色能源的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。 國(guó)內(nèi)甲醇裂解制氫供應(yīng)商家