天然氣制氫在化工行業(yè)應用:在化工領域,天然氣制氫應用極為廣。以合成氨生產(chǎn)為例,氫氣是合成氨的關(guān)鍵原料,約占合成氨原料氣的 75% 。天然氣制氫裝置能為合成氨工廠提供大規(guī)模、穩(wěn)定的氫氣供應。在煉**業(yè),氫氣用于油品加氫精制,可去除油品中的硫、氮等雜質(zhì),提高油品質(zhì)量,滿足日益嚴格的環(huán)保標準。通過天然氣制氫為煉油廠配套,能高效提升油品品質(zhì),生產(chǎn)出清潔燃料。此外,在甲醇生產(chǎn)中,氫氣與一氧化碳反應合成甲醇,天然氣制氫提供的大量氫氣保障了甲醇的規(guī)?;a(chǎn),有力推動了化工行業(yè)眾多產(chǎn)品的生產(chǎn)與升級,促進了化工產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展。機載存儲是氫能源的關(guān)鍵組成部分。江蘇變壓吸附天然氣制氫設備
天然氣制氫是當前相當有規(guī)?;瘧们熬暗闹茪浼夹g(shù)之一,其**原理是通過重整反應將甲烷(CH?)轉(zhuǎn)化為氫氣(H?)和一氧化碳(CO),再通過后續(xù)工藝提純氫氣。主流工藝包括蒸汽重整(SMR)、部分氧化(POX)和自熱重整(ATR)。其中,蒸汽重整技術(shù)成熟度比較高,占據(jù)全球90%以上的天然氣制氫產(chǎn)能。該過程的**反應為:CH?+H?O→CO+3H?(重整反應)CO+H?O→CO?+H?(水煤氣變換反應)典型設備系統(tǒng)由預處理單元、重整裝置、換熱網(wǎng)絡、壓力擺動吸附(PSA)單元及尾氣處理系統(tǒng)構(gòu)成。預處理單元通過脫硫、脫氯等工藝保護下游催化劑;重整裝置在700-900℃高溫下運行,采用鎳基催化劑促進甲烷轉(zhuǎn)化;PSA單元通過周期性吸附/解吸循環(huán),將氫氣純度提升至。技術(shù)創(chuàng)新方面,托普索公司的SynCOR甲烷三重整工藝通過集成CO?循環(huán),將能效提升至85%;西門子能源開發(fā)的Silyzer技術(shù),采用微通道反應器實現(xiàn)體積縮小50%。制造天然氣制氫設備供應商家我國天然氣制氫始于20世紀70年代,主要為合成氨提供氫氣。
天然氣蒸汽重整制氫設備是當前工業(yè)領域大規(guī)模制取氫氣的主流裝置,其**由原料預處理系統(tǒng)、蒸汽重整反應系統(tǒng)、變換反應系統(tǒng)和氫氣提純系統(tǒng)四大部分構(gòu)成。在原料預處理階段,天然氣需先通過脫硫塔,利用氧化鋅、活性炭等脫硫劑脫除其中的硫化氫等含硫雜質(zhì),避免后續(xù)催化劑中毒。經(jīng)預處理后的天然氣與水蒸氣按一定比例混合,進入蒸汽重整反應系統(tǒng)。該系統(tǒng)中的設備為轉(zhuǎn)化爐,轉(zhuǎn)化爐內(nèi)設有多根反應管,管內(nèi)裝填鎳基催化劑,外部通過天然氣或其他燃料供熱,使反應溫度維持在800℃-1000℃,在此高溫下,天然氣中的甲烷與水蒸氣發(fā)生重整反應生成氫氣和一氧化碳。反應后的粗合成氣進入變換反應系統(tǒng),在鐵-鉻系或銅-鋅系催化劑作用下,一氧化碳與水蒸氣發(fā)生變換反應,進一步生成氫氣和二氧化碳,提高氫氣產(chǎn)率。通過變壓吸附(PSA)裝置或膜分離設備對混合氣進行提純,去除二氧化碳、一氧化碳、甲烷等雜質(zhì),獲取純度高達的氫氣。這類設備的優(yōu)勢在于產(chǎn)能大,單套裝置日產(chǎn)氫氣可達數(shù)千立方米,但能耗較高且碳排放量大,通常需要配套碳捕集裝置以降低環(huán)境影響,適用于對氫氣需求量巨大的化工、煉油等行業(yè)。
天然氣制氫的市場前景:天然氣制氫在當前能源市場前景廣闊。隨著全球向低碳能源轉(zhuǎn)型,氫氣作為清潔的能源載體,市場需求持續(xù)攀升。天然氣制氫憑借其成熟的技術(shù)、豐富的原料資源和成本優(yōu)勢,在制氫市場中占據(jù)重要份額。預計在未來5-10年內(nèi),隨著燃料電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,以及化工行業(yè)對氫氣需求的穩(wěn)定增長,天然氣制氫在工業(yè)氫氣供應市場的份額有望從目前的30%-40%進一步提升。尤其是在天然氣資源豐富且基礎設施完善的地區(qū),天然氣制氫將迎來更大的發(fā)展機遇,為能源轉(zhuǎn)型和產(chǎn)業(yè)升級注入強勁動力。天然氣制氫面臨的挑戰(zhàn):盡管天然氣制氫優(yōu)勢明顯,但也面臨諸多挑戰(zhàn)。一方面,天然氣作為化石能源,制氫過程會產(chǎn)生二氧化碳排放,在全球碳減排的大趨勢下,如何降低碳排放,開發(fā)碳捕獲與封存(CCS)或碳捕獲、利用與封存(CCUS)技術(shù),是亟待解決的問題。另一方面,隨著可再生能源制氫技術(shù)的興起,如風電、光伏電解水制氫,天然氣制氫面臨著市場競爭壓力。如何進一步提升自身效率、降低成本,突出優(yōu)勢,是行業(yè)需要思考的方向。此外,天然氣價格受市場波動影響,可能導致制氫成本不穩(wěn)定,影響企業(yè)的長期規(guī)劃與決策,只有克服這些挑戰(zhàn)。 天然氣制氫設備可以在較短的時間內(nèi)生產(chǎn)出大量的氫氣,滿足不同領域的需求。
天然氣制氫過程會產(chǎn)生大量二氧化碳排放,對環(huán)境造成負面影響。據(jù)估算,每生產(chǎn) 1 千克氫氣,蒸汽重整制氫約排放 10-12 千克二氧化碳。為應對這一挑戰(zhàn),碳捕集、利用與封存(CCUS)技術(shù)逐漸應用于天然氣制氫領域。通過在制氫過程中捕集二氧化碳,并將其運輸?shù)胶线m的地點進行封存或利用,可***降低碳排放。此外,開發(fā)新型制氫工藝,如化學鏈重整制氫,可實現(xiàn)二氧化碳的內(nèi)分離,降低捕集成本?;瘜W鏈重整利用載氧體在不同反應器間循環(huán),實現(xiàn)天然氣的重整和二氧化碳的分離。同時,**出臺相關(guān)政策,對碳排放進行嚴格管控,鼓勵企業(yè)采用低碳制氫技術(shù),推動天然氣制氫行業(yè)向綠色低碳方向發(fā)展。在加氫站內(nèi)進行小型橇裝天然氣制氫具有占地小、高效環(huán)保和節(jié)約成本等優(yōu)點。河北資質(zhì)天然氣制氫設備
天然氣制氫是以天然氣做原料生產(chǎn)氫氣。江蘇變壓吸附天然氣制氫設備
一家專注于能源技術(shù)研發(fā)的創(chuàng)新企業(yè)成功開發(fā)出一種新型天然氣制氫工藝,在降低碳排放方面取得重大突破。該工藝通過改進反應流程,結(jié)合先進的碳捕獲與轉(zhuǎn)化技術(shù),可將天然氣制氫過程中的二氧化碳排放量減少 50% 以上。新技術(shù)在反應中引入特殊的金屬氧化物催化劑,促進天然氣的重整反應,并利用電化學手段將產(chǎn)生的二氧化碳直接轉(zhuǎn)化為有價值的化學品,如甲醇、甲酸等。這一過程不僅減少了溫室氣體排放,還通過化學品銷售創(chuàng)造了額外收入。企業(yè)負責人透露,該技術(shù)已在中試裝置上穩(wěn)定運行超過 1000 小時,目前正在與多家能源企業(yè)洽談合作,推動其大規(guī)模商業(yè)化應用。業(yè)內(nèi)**認為,這項技術(shù)有望**天然氣制氫行業(yè)向綠色低碳方向轉(zhuǎn)型。江蘇變壓吸附天然氣制氫設備