化石能源制氢是目前全球技术比较成熟、应用广、成本低廉的可规模化制氢的技术路线。但伴随着越来越多地区将碳中和作为气候目标,由于制氢过程具有较高的碳排放,化石能源制氢的发展正逐渐受限。在我国《氢能产业发展中长期规划》中也明确提到,要“严格化石能源制氢"。但由于技术成熟度和成本的原因,短期来看,其他低碳化的制氢技术还难以完全替代化石能源制氢,化石能源制氢仍将是主流的制氢技术路线,也是制气工业的重要组成部分,2021年,我国氢气产量约3300万吨,其中化石能源制氢占全部制氢量的80%,是我国主要的制氢技术路线。因为制氢过程碳排放较高,化石能源制氢也被称为“灰氢"。根据原料的不同,化石能源制氢主要分为煤制氢.天然气制氢、石油制氢三类。由于我国“富煤、贫油、少气”的资源禀赋,我国的化石能源制氢又以煤制氢为主。 甲醇裂解工艺提高了氢气的产率和能源利用效率。湖北自热式甲醇裂解制氢
天然气部分氧化制氢。天然气催化部分氧化制合成气,相比传统的蒸汽重整方法比,该过程能耗低,采用极其廉价的耐火材料堆砌反应器但天然气催化部分氧化制氢因大量纯氧而增加了昂贵的空分装置制氧成本。采用高温无机陶瓷透氧膜作为天然气催化部分氧化的反应器,将廉价制氧与天然气催化部分氧化制氨结合同时进行。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,工期短。 湖北自热式甲醇裂解制氢甲醇裂解制氢技术适用于多种规模的氢气生产需求。
三种制氢方案对比:天然气水蒸汽重整制氢、甲醇水蒸汽重整制氢、电解水制氢大型制氢:天然气水蒸汽重整制氢占主导地位:(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)天然气制氢费用较高,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小型制氢、高纯氢采用电解水方法: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。电解水制氢,是较成熟的制氢方法,由于它的电耗较高,致其单位氢气成本较高。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,省钱,能耗低。由于反应温度低,工艺条件缓和,燃料消耗也低。(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,易于操作。
甲醇裂解制氢技术还可以与其他制氢技术相结合的,形成多元化的制氢体系。例如,可以将甲醇裂解制氢与水电解制氢、生物质制氢等技术结合起来,根据不同的需求和资源条件选择合适的制氢方法,提高氢气的供应稳定性和可靠性。在环境保护方面,甲醇裂解制氢具有积极的作用。与传统的化石燃料制氢相比,甲醇裂解制氢产生的二氧化碳排放量相对较低。同时,通过与二氧化碳捕集和利用技术相结合,可以实现二氧化碳的减排和资源的循环利用。变压吸附提氢吸附剂是氢气制备技术,是目前天然气制氢设备中不可或缺的产品。
甲醇蒸汽重整是吸热反应,可以认为是甲醇分解和一氧化碳变换反应的综合结果。甲醇蒸汽重整制氢工艺,经历了多次技术改进,已相当成熟。甲醇蒸汽重整过程既可以使用等温反应系统,也可以使用绝热反应系统。等温反应系统采用管式反应器,管壳中充满热载体进行换热,保持恒温反应。在绝热反应系统中,蒸汽与甲醇混合物经过一系列绝热催化剂床层,床层之间配备换热器。反应产物净化系统可根据产品质量等级要求选择,变压吸附及膜分离技术是非常实用的气体净化技术。甲醇裂解制氢,可有效利用甲醇资源产出氢气。节能甲醇裂解制氢怎么样
甲醇裂解制氢反应,在特定条件下进行。湖北自热式甲醇裂解制氢
天然气重整制氢技术成熟,制氢成本相对较低,氢气转化率较高。由于我国天然气资源匮乏,天然气重整制氢在国内发展受限。高温甲醇制氢催化剂通常可满足多种温度需求,这主要是因为催化剂的活性在不同温度下有所变化。在高温甲醇制氢过程中,催化剂通常需要在200-300C的高温下运作。在这个温度范围内,催化剂的活性,能够实现的氢气产率和选择性。但是,随着温度的变化,催化剂的活性也会发生变化。在较低的温度下,催化剂的活性会降低,而在较高的温度下,催化剂的活性则会降低。因此,为了满足不同温度下的制氢需求,催化剂的配方和制备工艺需要进行优化,以确保在不同温度下催化剂的活性都能够得到充分的发挥.目前,市场上已经有不少针对高温甲醇制氢的催化剂产品,这些产品通常都具有较广的适用温度范围,能够满足不同客户的制氨需求。高温甲醇制氢催化剂通常可满足多种温度需求,这主要是因为催化剂的活性在不同温度下有所变化。在高温甲醇制氢过程中,催化剂通常需要在200-300C的高温下运作。在这个温度范围内,催化剂的活性,能够实现的氢气产率和选择性。但是,随着温度的变化,催化剂的活性也会发生变化。 湖北自热式甲醇裂解制氢
[国内某氢能企业] 与 [国外前列科研机构] 达成战略合作协议,联合开展甲醇制氢催化剂技术攻关,重点解决现有催化剂在高温工况下活性下降、寿命缩短的技术难题。双方将依托各自在材料科学、催化工程领域的优势,建立联合实验室,共同研发新型催化剂材料和制备工艺。根据合作协议,国外机构将提供先进的纳米材料合成技术和表面改性方法,国内企业则负责催化剂的工业化应用验证。双方计划在未来两年内,通过优化活性组分配比、改进载体结构,开发出耐高温、长寿命的甲醇制氢催化剂。业内人士认为,此次合作将加速甲醇制氢技术的迭代升级,提升我国在该领域的国际竞争力,同时也为全球甲醇制氢行业的技术发展提供新的思路。高温重整制氢是一种...