氢能是“多彩”的。根据不同制取方式,氢能可分为绿氢、灰氢、蓝氢、紫氢、金氢等。其中,灰氢来自煤炭制氢、天然气制氢、工业副产氢气,属于直接制氢,成本较低,但需要消耗煤、天然气等化石能源,会产生大量二氧化碳。目前,灰氢产量约占全球氢气产量的九成以上。蓝氢则是在灰氢基础上,将制备过程中排放的二氧化碳副产品捕获、利用和封存。紫氢是利用核能进行大规模电解水制氢。近年来,地质学家还发现了金氢,它由地下水与地下橄榄石(一种呈绿色的镁铁硅酸盐)等矿物相互作用,使水被还原为氧气和氢气。在这一过程中,氧气与矿物中的铁结合,氢气则逃逸到周围的岩石中,并利用地下矿石的石化过程不断再生氢气。金氢因其地质储藏勘测和开采难度极大,目前尚未得到充分开发利用。 天然气制氢设备的生产和使用可以促进能源转型和可持续发展,为人类社会的未来发展提供更多的选择和可能性。云南推广天然气制氢设备
变压吸附有如下特点;产品纯度高;一般可在室温和不高的压力下工作,床层再生时不用加热,节能经济;设备简单,操作、维护简便;连续循环操作,可完全达到自动化。任何一种吸附对于同一被吸附气体(吸附质》来说,在吸附平衡情况下,温度越低,压力越高,吸附量越大。因此,气体的吸附分离方法,通常采用变温吸附或变压吸附两种循环过程。如果压力不变,在常温或低温的情况下吸附,用高温解吸的方法,称为变温吸附《简称TSA)。显然,变温吸附是通过改变温度来进行吸附和解吸的。变温吸附操作是在低温(常温)吸附等温线和高温吸附等温线之间的垂线进行,由于吸附剂的比热容较大,热导率(导热系数)较小,升温和降温都需要较长的时间,操作上比较麻烦,因此变温吸附主要用于含吸附质较少的气体净化方面。如果温度不变,在加压的情况下吸附,用减压(抽真空)或常压解吸的方法,称为变压吸附。可见,变压吸附是通过改变压力来吸附和解吸的。从变压吸附(PSA)工序来的氢气是含有少量氧气的粗氢气,纯度尚达不到要求,需净化。 西藏哪些天然气制氢设备未来应聚焦氢能领域关键技术,着眼于氢能产业链发展路径。
氢能作为一种燃料被运用其实已经不是一件新鲜事。之所以选择氢能,重要的原因在于其燃烧热值非常高,相当于同等质量汽油的3倍,燃烧产物是水,清洁无污染,能够满足人类社会可持续发展的需要。虽然优点很多,但不可否认,一些劣势也影响了对它的直接运用。氢气具有非常宽的燃烧界限,并且其点火能量非常低,远小于汽油和天然气的点火能量。介绍,以内燃机系统进行氢能的利用,氢气与空气压缩混合后在气缸内燃烧,然后将其蕴含的化学能转化为机械能,从而实现动能的输出。但这种方式能源转换效率不高,而且由于氢气的特质,还有易发生氢内燃机早燃、回火以及爆燃等弊端,对氢能的安全利用带来挑战。
阴离子交换膜电解水技术(AEM):能够生产低成本的氢气,需突破关键材料技术限制。电解槽结构类似于PEM电解槽,主要由阴离子交换膜、过渡金属催化电极极板、气体扩散层和垫片等组成,常使用纯水或低浓度碱溶液作为电解质。阴离子交换膜可以传导氢氧根离子,并阻隔气体和电子直接在电极间传递。AEM电解水技术工作原理为,水从阳极过阴离子交换膜到阴极,接受电子产生氢气和氢氧根离子,氢氧根离子穿过阴离子交换膜到阳极,释放电子生成氧气。氢氧根穿过阴离子交换膜回到阳极并放出电子产生氧气,氧气随后通过气体扩散层与电解液一起流出。AEM电解水技术使用廉价的非贵金属催化剂和碳氢膜,具有成本低、电流密度较大等,并且可以与可再生能源耦合。目前AEM技术还处于研发阶段,发展程度将取决于催化剂、聚合物膜、膜电极等关键材料技术的突破情况。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。
甲醇的制备有三种技术路线。第一种是电解水路线(电制甲醇),第二种是生物甲烷路线(生物甲醇)。第三种是生物质气化路线(生物甲醇)。甲醇的应用场景,有储氢介质、绿色化工、船燃等。全球范围来看,约65%的甲醇由天然气加工生产而得,煤制甲醇约占35%,甲醇的绿色替代有较大的市场空间。一是甲醇可以作为储能储氢介质。二是甲醇可以作为绿色化工原料,甲醇制烯烃、甲醇燃料、甲醇制甲醛长期为甲醇为主要的三大下游需求场景,从全球范围来看,甲醛是甲醇应用占比比较大的用途,27%的甲醇用于甲醛的生产。三是甲醇可以作为新型船用燃料,绿色/低碳甲醇是中短期内较为理想的替代LNG与传统燃油的品类我国天然气制氢始于20世纪70年代,主要为合成氨提供氢气。江苏新型天然气制氢设备
氢能因其大规模和长期的应用优势,在终端能源需求中的潜在占比预计可达15%至20%。云南推广天然气制氢设备
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。 云南推广天然气制氢设备