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天然气制氢设备的生产和使用可以促进科技创新和产业升级,提高国家的科技实力和竞争力。黑龙江推广天然气制氢设备
氢能作为一种燃料被运用其实已经不是一件新鲜事。之所以选择氢能,重要的原因在于其燃烧热值非常高,相当于同等质量汽油的3倍,燃烧产物是水,清洁无污染,能够满足人类社会可持续发展的需要。虽然优点很多,但不可否认,一些劣势也影响了对它的直接运用。氢气具有非常宽的燃烧界限,并且其点火能量非常低,需要0.02兆焦耳,远小于汽油和天然气的点火能量。介绍,以内燃机系统进行氢能的利用,氢气与空气压缩混合后在气缸内燃烧,然后将其蕴含的化学能转化为机械能,从而实现动能的输出。但这种方式能源转换效率不高,而且由于氢气的特质,还有易发生氢内燃机早燃、回火以及爆燃等弊端,对氢能的安全利用带来挑战。甲醇裂解天然气制氢设备在哪里随着环保意识的提高,越来越多的企业开始采用天然气制氢设备,以减少对环境的影响。
天然氢是一种自然生成的、可持续的氢源自上世纪初以来,进行石油矿物开采时常发现有天然生成的氢气逸出,地质勘探界称之为“天然氢”(Naturalhydrogen)。经过国内外研究发现,天然氢分布于在自然界大气圈、地壳、地幔、地下水等系统中。其中,分布在大陆壳、洋壳和火山热液等地质环境中、且可在地表检测到较高浓度的氢源,也称之为“地质氢”,即地质成因的氢。另外为与氢能中的“灰氢”、“蓝氢”和“绿氢”区分开,也有报告及论文中使用“金氢”或“白氢”来描述天然氢。相对电解制氢,天然氢开采拥有较低的成本下限。尤其对高浓度天然氢矿藏,其开采成本可远低于其他制氢途径。海外可再生能源制氢的成本约为20-35元/kg,天然气制氢成本也在10元/kg以上,而高浓度天然氢的开采成本可低至天然气制氢的十分之一以下。
天然气制氢的副产品有从氯碱工业副产气、煤化工焦炉煤气、合成氨产生的尾气。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减少氢成本和相应的制氢设备的投资。天然气部分氧化制氢的反应器采用的是高温无机陶瓷透氧膜,与传统的蒸汽重整制氢的方式相比较来说,天然气部分氧化制氢工艺所消耗的能量更加少,因为它采用的是一些价格低廉的耐火材料组成的反应器。这种天然气制氢工艺比一般的生产工艺在设备投资方面的成本降低了25%左右,生产的成本降低了40%左右,可以在一定程度上降低投资成本。天然气制氢设备的生产和使用需要建立完善的监管机制和管理体系,以确保生产和使用的合法性和规范性。
天然气制氢工艺流程主要包括净化系统与转化系统和提纯系统。净化系统主要包括对原料气的烯烃、含硫进行净化,原因是转化催化剂的敏感。转化系统主要是以净化气、蒸汽在转化催化剂的作用下,转化成氢气、CO/CO2,然后经过以Fe3O4为催化剂使得CO转化成C02和氢气,经过净化系统,得到纯度较高的氢气。
天然气制氢技术特点: (1)技术成熟,运行安全可靠。 (2)操作简单,自动化程度高。 (3)运行成本低廉,回收期短。 (4)低氮排放技术,满足环境保护要求。 (5)优化圆筒炉结构,结构简单,可靠性高。 (6)PSA解吸气全回烧,降低燃料消耗,减少废气排放。 (7)装置设备高度集成化,实现撬块化,占地小,投,工期短。 天然气制氢设备的生产和使用还需要考虑对环境的影响,采取相应的措施减少对环境的污染。江西甲醇裂解天然气制氢设备
随着氢能源产业的不断发展和技术的不断创新,天然气制氢设备将成为氢能源生产的重要组成部分。黑龙江推广天然气制氢设备
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。转化气经过费锅换热、进入变换炉使CO变换成H2和CO2。再经过换热、冷凝、汽水分离,通过程序控制将气体依序通过装有三种特定吸附剂的吸附塔,由变压吸附(PSA)升压吸附N2、CO、CH4、CO2提取产品氢气。降压解析放出杂质并使吸附剂得到再生.反应式:CH4+H2O→CO+3H2-QCO+H2O→CO2+H2+Q。黑龙江推广天然气制氢设备
相较于煤制氢,天然气制氢可减少45-55%的碳排放。结合碳捕捉与封存(CCS)技术,全生命周期碳强度可降至₂e/kgH₂,满足欧盟REDII法规要求。关键减排措施包括:燃料切换:采用生物甲烷掺混(比较高30%体积比),降低化石碳占比工艺优化:氧燃料燃烧技术减少烟气体积,提升CO₂捕集效率余热利用:配置有机朗肯循环(ORC)发电模块,能源利用率提高至78%碳捕集系统主要采用胺液吸收法(MEA/MDEA)或钙循环工艺。挪威Equinor的NorthernLights项目示范了海上CCS集成,捕集成本降至60美元/吨。新兴技术如膜分离(聚合物/金属有机框架膜)和低温分馏,正在突破能耗与成...