湖北自热式天然气制氢设备

天然气制氢工艺的原理就是先对天然气进行预处理，然后在转化炉中将甲烷和水蒸气转化为一氧化碳和氢气等，余热回收后，在变换塔中将一氧化碳变换成二氧化碳和氢气的过程，这一工艺技术的基础是在天然气蒸汽转化技术的基础上实现的。在变换塔中，在催化剂存在的条件下，控制反应温度，转化气中的一氧化碳和水反应，生成氢气和二氧化碳。天然气中的烷烃在适当的压力和温度下，就会发生一系列化学反应生成转化气，转化气再经过热换、冷凝等过程，使气体在自动化的控制下通过装有多种吸附剂的PAS装置后，一氧化碳、二氧化碳等杂质被吸附塔吸附，氢气送往用气单位，吸附了杂质的吸附剂，经解吸后，解析气可送往变换炉作为燃料，吸附剂也完成再生。天然气制氢设备是一种高效、环保的氢能源生产方式，具有广泛的应用前景。湖北自热式天然气制氢设备

工业化制氢现状1三种制氢方案对比（1）天然气水蒸汽重整制氢（2）甲醇水蒸汽重整制氢（3）电解水制氢2大型制氢：天然气水蒸汽重整制氢占主导地位特点：（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，一般制氢规模在5000Nm3/h以上时选择天然气制氢工艺更经济3小型制氢、高纯氢采用电解水方法（1）多年来，水电解制氢技术自开发以来一直进展不大，其主要原因是需要耗用大量的电能，电价的昂贵，用水电解制氢都不经济。（2）电解水制氢，规模一般小于200Nm3/h，是较成熟的制氢方法,由于它的电耗较高，达到5～8kwh/Nm3H2，其单位氢气成本较高4甲醇水蒸汽重整制氢是中小型制氢的（1）甲醇蒸汽重整制氢与大规模的天然气制氢或水电解制氢相比，投资省，能耗低。由于反应温度低（230℃～280℃），工艺条件缓和，燃料消耗也低。与同等规模的天然气制氢装置相比，甲醇蒸汽转化制氢的能耗约是前者的50%。（2）甲醇蒸汽重整制氢所用的原料甲醇易得，运输，储存方便。而且由于所用的原料甲醇纯度高，不需要再进行净化处理，反应条件温和，流程简单，故易于操作河北自热式天然气制氢设备天然气制氢设备的应用领域广，包括化工等各个行业，为这些行业提供了清洁、高效的能源，推动了产业的发展。

    配套法规完善是项目落地、正常运营的前提。天然氢与石油、天然气类似，理论上属于矿产资源，开采、出售等均需受到相关部门把控。但与石油、天然气已具有相对完善的项目登记、管理体系不同，天然氢的资源类型定位、管理方法、管理部门等均未明确。因此，现阶段天然氢项目面临落地审批无法可依、即使落地后也存在因政策变动而终止运营的风险。典型如西班牙2021通过的气候变化和能源转型法案禁止新建碳氢化合物开采项目，而导致其国内天然氢项目因天然氢分类不明而难以推进。氢能市场规模尚未完全展开也是天然氢项目保持观望的一大原因。油气井开发属于高成本投入项目，项目建设前需充分考量消纳市场。以天然气气田为例，根据中石油某气田数据，单气井建设成本在5000万元以上，单井采气量50万方/天以上。

绝热条件下，天然气制氢这种天然气制氢方式更适用于小规模的制取氢。天然气绝热转化制氢将空气作为氧气来源，同时利用含氧分布器可以有效解决催化剂床层热点问题和能量的分配，随着床层热点的降低，催化材料的反应稳定性也得到较大的提高。天然气绝热转化制氢工艺流程简单、操作方便，当制氢规模较小的时候可以降氢成本和相应的制氢设备的投资。天然气自热重整制氢天然气自热重整制氢的原理就是在反应器中进行放热的天然气燃烧反应和强吸热的天然气水蒸汽重整反应的耦合，这样一来，反应器本身就要可以实现供热，无需外界供热，这在一定程度上降低了工艺成本。与传统的重整工艺的外界供热相比，它变成了自供热，实现了反应热量的科学利用。天然气制氢设备的重要技术是催化剂，通过催化剂的作用，可以将天然气中的甲烷转化为氢气和二氧化碳。

天然气制氢由天然气蒸汽转化制转化气和变压吸附(PSA)提纯氢气(H2)两部分组成，压缩并脱硫后天然气与水蒸汽混合后，在镍催化剂的作用下于750~850℃将天然气物质转化为氢气(H2)、一氧化碳(CO)和二氧化碳(CO2)的转化气，转化气可以通过变换将一氧化碳(CO)变换为氢气(H2)，成为变换气，然后，转化气或者变换气通过变压吸附(PSA)过程，得到高纯度的氢气(H2)。反应原理：天然气的主要加工过程包括常减压蒸馏、催化裂化、催化重整和芳烃生产。同时，包括天然气开采、集输和净化。在一定的压力和一定的高温及催化剂作用下，天然气中烷烃和水蒸气发生化学反应。其化学反应式为：CH4+H2O→3H2+CO-QCO+H2O→H2+CO2+Q天然气制氢设备的制造工艺成熟，结构紧凑，占地面积小，使得它适应各种生产环境，满足不同规模的生产需求。新疆大型天然气制氢设备

在未来，随着清洁能源的需求不断增加，制氢设备将会成为一种重要的清洁能源生产方式。湖北自热式天然气制氢设备

天然气脱硫：本装置采用干法脱硫来处理该原料气中的硫份。为了脱除有机硫，采用铁锰系转化吸收型脱硫催化剂，并在原料气中加入约1-5%的氢，在约400C高温下发生下述反应:RSH+Hz=HzS+RHHS+MnO=MnS+HO经铁锰系脱硫剂初步转化吸收后，剩余的硫化氢，再在采用的氧化锌催化剂作用下发生下述脱硫反应而被吸收:HS+ZnO=ZnO+HOCHsSH+ZnS+CHs+H0氧化锌吸硫速度极快，因而脱硫沿气体流动方向逐层进行，硫被脱除至0.1ppm以下，以满足蒸汽转化催化剂对硫的要求。湖北自热式天然气制氢设备