自熱重整制氫將部分天然氣釋放的熱量,直接用于重整反應(yīng),實(shí)現(xiàn)熱量自給自足。此過(guò)程通過(guò)氧氣與天然氣的比例,使反應(yīng)與重整反應(yīng)在同一反應(yīng)器內(nèi)同時(shí)發(fā)生。相較于蒸汽重整,自熱重整反應(yīng)溫度更高,一般在900℃-1100℃,反應(yīng)速率更快,裝置體積更小。該工藝能在降低外部供熱需求的同時(shí),提高生產(chǎn)效率。在反應(yīng)中,除甲烷與水蒸氣的重整反應(yīng)外,還發(fā)生甲烷與氧氣的部分氧化反應(yīng)2CH?+O??2CO+4H?。由于反應(yīng)涉過(guò)程,自熱重整制氫所得合成氣中氫氣含量相對(duì)較低,二氧化碳和氮?dú)夂肯鄬?duì)較高。自熱重整制氫適用于對(duì)氫氣產(chǎn)量要求高,且對(duì)氫氣純度要求相對(duì)寬松的工業(yè)場(chǎng)景,如煉油廠、合成氨廠等,可降低生產(chǎn)成本,提升生產(chǎn)效益。 天然氣制氫設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)在于其成本低、穩(wěn)定性高、操作簡(jiǎn)便。河南甲醇重整天然氣制氫設(shè)備
能量系統(tǒng)集成與能效提升天然氣制氫的能效優(yōu)化需實(shí)現(xiàn)熱力學(xué)平衡與過(guò)程集成的協(xié)同。通過(guò)熱電聯(lián)產(chǎn)(CHP)技術(shù),將重整爐煙氣余熱(600-800℃)用于發(fā)電和蒸汽生產(chǎn),系統(tǒng)綜合能效從65%提升至82%。新型化學(xué)鏈重整(CLR)工藝采用載氧體(如Fe?O?/Al?O?)替代傳統(tǒng)燃燒供熱,減少顯熱損失,能耗降低18%。動(dòng)態(tài)模擬表明,采用多級(jí)預(yù)重整器可將甲烷轉(zhuǎn)化率提高12%,同時(shí)降低主反應(yīng)器體積30%。實(shí)際案例中,巴斯夫路德維希港工廠通過(guò)集成有機(jī)朗肯循環(huán)(ORC),將低品位余熱(120-180℃)轉(zhuǎn)化為電力,年節(jié)能量達(dá)15萬(wàn)噸標(biāo)煤。河南甲醇重整天然氣制氫設(shè)備天然氣絕熱轉(zhuǎn)化制氫工藝流程簡(jiǎn)單、操作方便。
天然氣制氫技術(shù)正朝著**碳化、智能化和模塊化方向演進(jìn)。催化劑領(lǐng)域,單原子合金催化劑(Ni-Cu SAAs)將甲烷轉(zhuǎn)化溫度壓低至650℃,同時(shí)將貴金屬用量減少95%。反應(yīng)器設(shè)計(jì)方面,微通道重整器(通道尺寸<500μm)通過(guò)強(qiáng)化傳熱傳質(zhì),使氫氣產(chǎn)率提升30%,設(shè)備體積縮小80%。系統(tǒng)集成層面,太陽(yáng)能光熱耦合SMR裝置利用槽式集熱器提供反應(yīng)熱,能耗接近零。產(chǎn)業(yè)布局上,中東地區(qū)依托廉價(jià)天然氣資源建設(shè)大型出口基地,歐洲則發(fā)展分布式藍(lán)氫網(wǎng)絡(luò)。預(yù)計(jì)到2030年,全球天然氣制氫產(chǎn)能將突破8000萬(wàn)噸/年,占?xì)錃饪偣┙o量的45%,形成"天然氣制氫-CCUS-氫能儲(chǔ)運(yùn)"的完整價(jià)值鏈。
然氣蒸汽重整制氫,是當(dāng)前大規(guī)模制取氫氣**為常用的方法。其基本原理基于甲烷與水蒸氣在高溫、催化劑作用下發(fā)生重整反應(yīng),生成氫氣和一氧化碳,化學(xué)方程式為CH?+H?O?CO+3H?。由于該反應(yīng)為強(qiáng)吸熱反應(yīng),需在800℃-1000℃的高溫環(huán)境下進(jìn)行,同時(shí)還需鎳基催化劑以降低反應(yīng)活化能,加速反應(yīng)進(jìn)程。反應(yīng)過(guò)程中,首先將天然氣進(jìn)行脫硫處理,防止硫雜質(zhì)致使催化劑中毒。隨后,脫硫后的天然氣與水蒸氣混合,進(jìn)入轉(zhuǎn)化爐段進(jìn)行重整反應(yīng)。生成的粗合成氣包含氫氣、一氧化碳、二氧化碳以及未反應(yīng)的甲烷和水蒸氣,經(jīng)變換反應(yīng),將一氧化碳進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為氫氣和二氧化碳,提高氫氣產(chǎn)率。**后,通過(guò)變壓吸附或膜分離技術(shù),對(duì)混合氣進(jìn)行提純,獲取高純度氫氣。盡管該工藝技術(shù)成熟,氫氣產(chǎn)量大,但存在能耗高、碳排放量大的問(wèn)題,未來(lái)需在節(jié)能降碳技術(shù)研發(fā)上持續(xù)發(fā)力。 天然氣制氫設(shè)備找蘇州科瑞工程。
氫氣作為一種無(wú)色無(wú)味的氣體,能夠通過(guò)多種方式生產(chǎn),根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程中使用的能源和產(chǎn)生的環(huán)境影響可分為不同種類(lèi)。綠氫是的氫能源,通過(guò)電解可再生能源來(lái)生產(chǎn)。由于能源來(lái)自可再生來(lái)源,綠氫被認(rèn)為是應(yīng)對(duì)氣候變化的重要能源。當(dāng)供電解用的能源來(lái)自于像風(fēng),水或太陽(yáng)能這樣的可再生能源時(shí),就是綠氫。紅氫與綠氫類(lèi)似,也是通過(guò)電解生產(chǎn)的,但能源來(lái)自核電站。雖然會(huì)產(chǎn)生放射性廢物,但這些廢物可被回收,使得紅氫具有綠色屬性。黃氫的生產(chǎn)同樣通過(guò)電解,但其能源來(lái)自公共電網(wǎng)。然而,如果電網(wǎng)主要依賴(lài)化石燃料,黃氫的環(huán)境影響將受到限制。綠氫,是通過(guò)風(fēng)能或太陽(yáng)能等可再生清潔能源發(fā)電,再利用這些清潔電能,以電解水方式制取氨氣。天然氣制氫設(shè)備可以為氫能源的發(fā)展提供更多的選擇和支持。河南甲醇重整天然氣制氫設(shè)備
機(jī)載存儲(chǔ)是氫能源的關(guān)鍵組成部分。河南甲醇重整天然氣制氫設(shè)備
設(shè)備投資成本:制氫設(shè)備購(gòu)置:制氫設(shè)備的采購(gòu)成本較高,尤其是關(guān)鍵設(shè)備,如轉(zhuǎn)化爐、凈化裝置等,需要大量資金投入。不同廠家生產(chǎn)的設(shè)備在質(zhì)量、性能以及價(jià)格上存在差異,先進(jìn)高效的設(shè)備初期投入大,但從長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)看,能提高氫氣產(chǎn)率、降低能耗,可降低單位制氫成本4。設(shè)備維護(hù)與折舊:設(shè)備在日常運(yùn)行過(guò)程中需要定期進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)、更換易損件等,這些維護(hù)成本會(huì)增加制氫的總成本。而且,設(shè)備隨著使用年限的增加會(huì)逐漸產(chǎn)生折舊,折舊費(fèi)用也會(huì)計(jì)入制造成本4。河南甲醇重整天然氣制氫設(shè)備