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。自动化程度高,安全性能高。天然气制氢较高,适合大规模工业化生产。天然气制氢是一种通过利用化学反应来将天然气转化为氢气的技术。这种技术在工业和能源领域得到广泛应用,在生产出高质量的氢气的同时,也能够为环境保护事业作出贡献。1、提取天然气第一步就是从天然气井中提取天然气。长庆石化公司的天然气储备量很大,为了能够利用这些储备,公司从天然气井中提取出来天然气。据统计,公司每天从天然气井中提取的天然气量达到了120万立方米,这些天然气主要是由甲烷和少量的乙烷组成的。2、脱硫天然气中含有一定的硫化氢气体,这些气体会影响到后续的制氢工艺同时也会对环境造成污染。3、脱碳这一步是将天然气中的二氧化碳去除,也是为了减少二氧化碳对后续制氢过程的影响。4、制氢将经过脱硫和脱碳的天然气送入蒸汽重整反应器中与蒸汽进行作用,反应生成氢气。在这一步中,天然气中的甲烷与水化合反应,产生氢气和氧化碳。氢气已经在农场的一些过程中使用,如谷物干燥、冷却和肥料生产。天津智能天然气制氢设备
氢元素并不等于氢能源。从人类利用氢能的广义角度来看,太阳质量的72%是氢,它几十亿年来通过持续不断的热核聚变,把氢中的能量转换成光能,源源不断地送达地球,驱动地球上的物质循环与能量循环,孕育了地球上的生命。而我们日常生产生活中用到的氢能,主要是氢和氧进行化学反应释放出的化学能。数百年来,人类从未停止对低能耗、低成本氢能制取技术的探索。因为地球上的氢元素只占地球总质量的,其中氢单质,也就是氢分子的赋存更是极其稀少,所以人类无法像勘探开采石油和煤炭那样轻易找到“氢矿”,而要通过科技手段来制取氢气。19世纪后,氢燃料动力火箭把人类带入瑰丽的太空,氢燃料电池技术的出现则让“氢—电”直接转换成为可能。科学家仍在努力将地球上的太阳能、风能、海洋能等可再生能源,再度转化为氢这一清洁、高密度的能源形式。天津智能天然气制氢设备氢气的输运是氢能产业能否大规模应用的关键因素。
煤制气装置:煤制氢装置的生产过程为通过将煤浆和纯氢,经气化、净化单元后生成纯度达到、酸性气。从目前已投产的煤气化装置运行情况来看,气流床气化技术的工业化发展速度快,其中以湿法进料气化技术更为成熟。氢气市场应用领域广阔,应用于化工、冶金、电力、电子等行业,用作保护气体、还原气体、原料气体电池燃料。其次,氢的热值高,反应速度快,获得途径多,储存形式多样。由于其经济性、机动性、环境友好性,因此扩大氢生产资源、开发新的制氢工艺以及改进现有制氢工艺,受到人们的普遍关注。制氢的原料包括:煤炭、水、烃类、氨气、硫化氢、有机废水、醇类。煤炭制氢成本低且可大规模制氢,但制氢工艺流程较长,操作环境差。以水为原料制氢方法包括:太阳能高温电解水工艺、核热高温电解水工艺、电流循环制氢工艺、光催化分解水技术。分解硫化氢、氨气制氢方法主要包括:高温热解法、光催化法和等离子化学离解法。
在交通领域,氢燃料电池汽车和氢内燃机汽车逐渐受到重视。氢燃料电池汽车通过氢燃料电池提供动力,排放物只有水,没有尾气污染。相比传统的内燃机汽车,氢燃料电池汽车在续航里程和加氢时间方面具有较大优。在工业领域,氢可以作为高温热源用于钢铁冶炼、玻璃制造等过程,替代传统的煤炭和天然气,减少碳排放。氢是一种清洁低碳的能源,使用过程中只产生水。无论氢是用于燃烧还是用于燃料电池电化学反应,都不会生成化石能源使用过程中所产生的污染物和碳排放,反应产物只有纯水,真正实现零碳排放。这使得氢在可持续发展的背景下,具有非常重要的应用前景。 煤气化制氢:成本较低,但面临焦炭供给减少的影响。
甲醇制氢是通过化学反应将甲醇转化为氢气。在一定温度和压力条件下,甲醇与脱盐水在催化剂的作用下发生一系列反应,生成氢气和二氧化碳。在这个过程中,甲醇和脱盐水的混合物经过反应后,再经过变压吸附法将氢气和二氧化碳分离,得到提纯后的氢气。甲醇又称羟基甲烷、木醇或木精,是一种有机化合物,是结构**为简单的饱和一元醇,甲醇有“木醇”与“木精”之名,源自于曾经其主要的生产方式是自木醋液(为木材干馏或裂解的产物之一)萃取。现代甲醇是直接从一氧化碳,二氧化碳和氢的一个催化作用的工业过程中制造。甲醇很轻、挥发性强、无色、易燃,并有与乙醇(饮用酒)非常相似的气味。但不同于乙醇,甲醇毒性大,不可以饮用。通常用作溶剂、防冻剂、燃料或变性剂乙醇,亦可用于经过酯交换反应生产生物柴油。甲醇制氢相比于其他制氢方式,具有能耗和成本较低的优势,因此被广应用于化工生产中。天然气制氢流程简单、装置可靠、单位投资成本低。天津智能天然气制氢设备
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。天津智能天然气制氢设备
天然气高温裂解制氢是天然气经高温催化分解为氢和碳该过程。由于不产生二氧化碳被认为是连接化石燃料和可再生能源之间的过渡工艺过程。天然气自热重整制氢。该工艺同重整工艺相比,变外供热为自供热,反应热量利用较为合理,原理是在反应器中耦合了放热的天然气反应和强吸热的天然气水蒸汽重整反应反应体系本身可实现自供热。另外,由于自热重整反应器中强放热反应和强吸热反应分步进行,因此反应器仍需耐高温的不修锈钢管做反应器这就使得天然气自热重整反应过程具有装置成本高,生产能力低等缺点。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。 天津智能天然气制氢设备
催化剂研发与性能优化催化剂是天然气制氢技术的突破口。传统镍基催化剂通过载体改性(添加MgO、La₂O₃)提升抗烧结能力,使用寿命从2年延长至5年。纳米结构催化剂(Ni粒径<10nm)使甲烷转化率提高20%,反应温度降低50℃。贵金属掺杂(如Ru)可抑制积碳生成,延长再生周期至18个月。新型核壳结构催化剂(Ni@SiO₂)通过物理限域效应,将积碳速率降低至·h。膜反应器技术将重整与分离耦合,采用Pd-Ag合金膜(厚度<10μm)实现氢气原位提纯,推动反应平衡正向移动,甲烷单耗降至³H₂。催化剂再生工艺(450℃空气烧焦+氢气还原)可使活性恢复率达95%。 精密的天然气制氢设备确保氢气...