氫氣純化技術(shù)路線對比氫氣純化是天然氣制氫品質(zhì)保障的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。PSA技術(shù)憑借成熟度與成本優(yōu)勢占據(jù)主導(dǎo)地位,采用真空解析工藝(操作壓力0.05MPa)可使氫氣回收率提升至92%,但純度上限為99.999%。鈀膜分離技術(shù)(厚度5μm)在400℃下氫氣滲透速率達(dá)10??mol/(m2·s·Pa),純度可達(dá)6N級,但膜成本高達(dá)1500美元/m2。化學(xué)洗滌法(如液氨洗滌)適用于CO?深度脫除,可將雜質(zhì)含量降至1ppm以下,但溶劑損耗率達(dá)0.5kg/t H?。多技術(shù)耦合方案如PSA-深冷分離串聯(lián)工藝,可兼顧純度與成本,在電子級氫氣生產(chǎn)中具有優(yōu)勢。天然氣制氫設(shè)備的安全系統(tǒng)為生產(chǎn)保駕護(hù)航。重慶定制天然氣制氫設(shè)備
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。此過程通過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,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)涉過程,自熱重整制氫所得合成氣中氫氣含量相對較低,二氧化碳和氮?dú)夂肯鄬^高。自熱重整制氫適用于對氫氣產(chǎn)量要求高,且對氫氣純度要求相對寬松的工業(yè)場景,如煉油廠、合成氨廠等,可降低生產(chǎn)成本,提升生產(chǎn)效益。 貴州催化燃燒天然氣制氫設(shè)備。氫氣需要壓縮到可用的空間中,以存儲足夠的量,來滿足車輛的工作循環(huán)要求。
天然氣制氫設(shè)備在化工、交通、電力等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。在化工領(lǐng)域,氫氣是甲醇合成、合成氨、乙二醇等大宗化學(xué)品的重要原料。以石油煉化為例,單套制氫規(guī)??蛇_(dá)6萬-8萬立方米/小時,滿足加氫氣體的需求。交通領(lǐng)域,氫氣作為燃料電池汽車燃料,推動綠色交通發(fā)展。如佛燃能源建設(shè)的天然氣制氫加氫一體站,日制氫能力達(dá)1100kg,滿足物流車加氫需求。此外,依托天然氣產(chǎn)供儲銷產(chǎn)業(yè)鏈,國產(chǎn)氣資源盆地(如新疆、青海)可開展大規(guī)模重整制氫,氫氣經(jīng)管道或儲運(yùn)設(shè)施輸送至中東部負(fù)荷中心,副產(chǎn)物CO?可就近封存,實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)。
天然氣制氫的碳排放主要來自原料生產(chǎn)(1.8kg CO?/kg H?)和工藝過程(0.5kg CO?/kg H?),全生命周期碳強(qiáng)度為2.3kg CO?e/kg H?,較煤制氫降低55%。采用CCUS技術(shù)后,碳排放可降至0.3kg CO?e/kg H?,接近藍(lán)氫標(biāo)準(zhǔn)。廢水處理方面,工藝?yán)淠汉}量達(dá)5000mg/L,經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶可實(shí)現(xiàn)零排放,同時副產(chǎn)氯化鈉(純度>99%)。固廢主要為失效催化劑,含鎳量達(dá)12-18%,可通過濕法冶金實(shí)現(xiàn)資源化回收。生命周期評價(LCA)顯示,天然氣制氫在沿海地區(qū)的環(huán)境效益優(yōu)于內(nèi)陸煤制氫,尤其適用于碳捕集成本較低的區(qū)域。然而因?yàn)榧夹g(shù)創(chuàng)新少和成本較高等原因,氫能在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的市場規(guī)模一直有限。
為**天然氣制氫的“灰氫”屬性,設(shè)備將向綠氫協(xié)同模式轉(zhuǎn)型,構(gòu)建零碳制氫生態(tài)系統(tǒng)。**路徑包括:電力替代工藝熱源:利用光伏/風(fēng)電產(chǎn)生的過剩綠電(電價<)驅(qū)動固體氧化物電解池(SOEC),將水蒸氣分解為H?與O?,生成的氧氣通入天然氣重整爐替代空氣,實(shí)現(xiàn)“富氧重整”——該工藝可將CO?排放量降低60%以上,同時提升合成氣中H?/CO比例(從傳統(tǒng)SMR的3:1提升至5:1),更適合下游甲醇合成等場景。綠氫回注重整系統(tǒng):將可再生能源制得的綠氫注入天然氣管道(摻氫比例≤20%),通過重整設(shè)備生產(chǎn)“藍(lán)氫”,這類混合燃料既兼容現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施,又可逐步降低對化石能源的依賴。光熱催化重整技術(shù):拋物面聚光器將太陽光能聚焦至反應(yīng)器(溫度>800℃),驅(qū)動甲烷干重整反應(yīng),同時利用CO?作為重整原料,實(shí)現(xiàn)“碳循環(huán)”制氫——該技術(shù)已在西班牙PSA集團(tuán)的示范項目中實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)行,單位氫氣碳足跡較傳統(tǒng)SMR降低90%以上。 色氫是一種零溫室氣體排放的氫,它是通過電解將可持續(xù)能源(風(fēng)能、太陽能、水能)轉(zhuǎn)化為氫來生產(chǎn)的。耐高溫天然氣制氫設(shè)備設(shè)計
天然氣制氫流程簡單、裝置可靠、單位投資成本低。重慶定制天然氣制氫設(shè)備
天然氣制氫設(shè)備根據(jù)工藝需求分為多種類型。大型制氫裝置主要采用頂燒爐、側(cè)燒爐和梯臺爐等重整爐型。頂燒爐因燃燒器布置在輻射室頂部,具有熱效率高、占地面積小、操作簡便等優(yōu)勢,成為新建工廠的優(yōu)先。側(cè)燒爐和梯臺爐因歷史原因在存量裝置中仍有應(yīng)用,但新建項目已較少采用。此外,部分氧化制氫設(shè)備通過天然氣與氧氣不完全氧化反應(yīng),在1300-1400℃高溫下生成合成氣,具有能耗低、設(shè)備投資高的特點(diǎn);自熱重整制氫設(shè)備則耦合放熱燃燒反應(yīng)與吸熱重整反應(yīng),實(shí)現(xiàn)自供熱,簡化工藝流程。重慶定制天然氣制氫設(shè)備