我国将近30%碳排放来源于工业用能(不含电网供电),氢能利用是冶金、化工、炼油等工业部门进行深度脱碳的有效途径。中国钢铁行业90%以上的产能是采用高炉(BOF)技术生产的长流程钢,利用氢气的高还原性,直接用氢气代替煤炭作为高炉的还原剂,可减少乃至完全避免钢铁生产过程中的二氧化碳排放。化工、炼化行业中,氢可用作合成氨、合成甲醇的工业原料,或在石油炼化过程中作为加氢精制、加氢裂化的原料。可再生能源制氢耦合冶金、化工、炼油等工业用户,可助力工业部门实现深度脱碳天然气部分氧化制氢工艺所消耗的能量更加少。陕西天然气天然气制氢设备
在合成氨、甲醇的生产中,为防止催化剂中毒,保证产品质量,原料气中硫化物等毒物必须预先去除,使杂质含量降低至符合要求。炼厂用氢的纯度和压力对加氢处理单元的设计和操作有着的影响。通常炼厂基于经济性、操作灵活性、可靠性以及易于未来流程拓展的原则来选取合适的氢气分离技术。在冶金和陶瓷工业,氢气可用于有色金属(钛、钨、钼等)的还原制取,防止金属或陶瓷(TiO2、Al2O3、BeO等)材料在高温煅烧时被烧结或被氧化;在玻璃工业,氢气可防止锡槽中的液态锡被氧化而增加锡耗;在半导体工业,氢气可用于晶体和衬底的制备、氧化、退火、外延、干蚀刻以及化学气相沉积工序。由于氢气与上述行业中产品直接接触,氢气的纯度和杂质含量普遍要求较高,目前大多数厂家采用电解水制氢或外购高纯氢等方式来满足生产需求。很多对氢气纯度和杂质要求极为苛刻的厂家还配置了氢气纯化器进一步纯化氢气。陕西天然气天然气制氢设备氢能作为各个能源之间的桥梁,正迎来重大发展机遇。.
评估甲醇制氢设备的生命周期成本时需要综合考虑多方因素,包括设备购置成本、运营成本、维护成本、燃料成本、人工成本等。同时,还需要考虑设备的使用寿命、折旧率、残值等因素,以得出设备的全生命周期成本。在众多因素中,甲醇制氢设备的运营成本和维护成本是评估其经济性的重要指标。首先,运营成本主要包括甲醇原料成本、工艺能耗成本以及人工成本等。其中,甲醇原料成本是运营成本的主要部分。甲醇价格的波动会直接影响制氢成本,进而影响到运营成本的稳定性。工艺能耗成本则受到生产工艺和设备水平的影响,一般占比约20%。人工成本则涉及设备运行和维护所需的人员工资和相关费用。而维护成本主要包括设备定期维护、保养和修理等费用。这些费用与设备的维护周期、维护内容以及维护所需的材料和人工等因素有关。通常,维护成本也约占制氢总成本的20%左右,在进行具体的经济评估时,需要根据实际情况进行详细分析和测算。此外,为了降低甲醇制氢设备的运营成本和维护成本,可以采取一些措施,如优化生产工艺、提高设备效率、加强设备维护和管理、合理采购和储存原料等。,这些措施有助于降低能耗、减少故障和停机时间,从而提高设备的经济性和竞争力。
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。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%。
天然气的自热重整,部分氧化重整的共同特点是系统中需要有制纯氢的设备,并且产品气是CO、CO2和H2的混合气,仍需经过变换反应和氢气的分离过程。因此,现有的天然气水蒸气重整制氢和常规的深冷分离或变压吸附分离净化氢技术,不是很适于加氢站对小规模制氢装置的需求,研究开发制氢新工艺,缩短流程,简化操作单元,可以减少小规模现场制氢装置制氢成本。天然气制氢工艺的改进通过对转化炉、热量回收系统等进行改造可以实现成本节约、降低对天然气原料的消耗,这种技术通过对原料的消耗,这种技术通过对天然气加氢脱硫和在转化炉中放置适量的特殊催化剂进行裂解重整,生成二氧化碳、氢气和一氧化碳的转化气,之后再进行热量回收,经一氧化碳变换降低转化气中一氧化碳的含量、再通过PSA变压吸附提纯就可以得到纯净的氢气。天然气制氢装置中氢气提纯工艺主要是在适当条件下,将活性炭、氧化铝等组成吸附床,并用吸附床将变换气中各杂质组分在适当的压力条件下进行吸附,不易被吸附的氢气就从吸附塔的出口输出,从而实现氢气的提纯。 甲醇蒸汽重整过程既可以使用等温反应系统,也可以使用绝热反应系统。陕西天然气天然气制氢设备
天然气制氢设备能根据需求灵活调控氢气产量。陕西天然气天然气制氢设备
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。陕西天然气天然气制氢设备