相较于煤制氢,天然气制氢可减少45-55%的碳排放。结合碳捕捉与封存(CCS)技术,全生命周期碳强度可降至₂e/kgH₂,满足欧盟REDII法规要求。关键减排措施包括:燃料切换:采用生物甲烷掺混(比较高30%体积比),降低化石碳占比工艺优化:氧燃料燃烧技术减少烟气体积,提升CO₂捕集效率余热利用:配置有机朗肯循环(ORC)发电模块,能源利用率提高至78%碳捕集系统主要采用胺液吸收法(MEA/MDEA)或钙循环工艺。挪威Equinor的NorthernLights项目示范了海上CCS集成,捕集成本降至60美元/吨。新兴技术如膜分离(聚合物/金属有机框架膜)和低温分馏,正在突破能耗与成本瓶颈。全生命周期分析(LCA)显示,带CCS的天然气制氢比灰氢(无碳捕集)减少85%碳排放,与绿氢(电解水)的碳足迹差距缩小至30%以内,在经济性上更具竞争力。 绝热条件下,天然气制氢,这种天然气制氢方式更适用于小规模的制取氢。上海制造天然气制氢设备
天然气制氢过程会产生大量二氧化碳排放,对环境造成负面影响。据估算,每生产 1 千克氢气,蒸汽重整制氢约排放 10-12 千克二氧化碳。为应对这一挑战,碳捕集、利用与封存(CCUS)技术逐渐应用于天然气制氢领域。通过在制氢过程中捕集二氧化碳,并将其运输到合适的地点进行封存或利用,可***降低碳排放。此外,开发新型制氢工艺,如化学链重整制氢,可实现二氧化碳的内分离,降低捕集成本。化学链重整利用载氧体在不同反应器间循环,实现天然气的重整和二氧化碳的分离。同时,**出台相关政策,对碳排放进行严格管控,鼓励企业采用低碳制氢技术,推动天然气制氢行业向绿色低碳方向发展。推广天然气制氢设备设计在加氢站内进行小型橇装天然气制氢具有占地小、高效环保和节约成本等优点。
天然气制氢的成本主要受以下因素影响:原料成本4:天然气价格:天然气是制氢的主要原料,其价格波动对制氢成本影响巨大。全球天然气市场价格受多种因素影响,如天然气的储量、开采成本、地缘经济关系以及季节性需求变化等。例如,冬季供暖需求增加,天然气需求量上升,价格往往随之上调,导致天然气制氢企业的原料成本增加。不同地区的天然气价格差异也很大,资源丰富地区价格相对较低,企业有成本优势;资源匮乏地区,企业需花费更高成本获取原料13。天然气质量:天然气的成分和纯度对制氢成本有影响。如果天然气中含有较多的杂质,需要进行更多的预处理步骤以去除杂质,这会增加成本。例如,含硫量较高的天然气需要进行脱硫处理,增加了处理成本。
氢气纯化技术路线对比氢气纯化是天然气制氢品质保障的关键环节。PSA技术凭借成熟度与成本优势占据主导地位,采用真空解析工艺(操作压力0.05MPa)可使氢气回收率提升至92%,但纯度上限为99.999%。钯膜分离技术(厚度5μm)在400℃下氢气渗透速率达10⁻⁶mol/(m²·s·Pa),纯度可达6N级,但膜成本高达1500美元/m²。化学洗涤法(如液氨洗涤)适用于CO₂深度脱除,可将杂质含量降至1ppm以下,但溶剂损耗率达0.5kg/t H₂。多技术耦合方案如PSA-深冷分离串联工艺,可兼顾纯度与成本,在电子级氢气生产中具有优势。氢能适用于作为燃料、原料及储能手段。
天然气制氢优势 - 成本效益:天然气制氢在成本方面具有较强竞争力。首先,天然气价格相对稳定,与石油等能源价格波动相关性较弱。在许多地区,天然气供应基础设施完善,采购成本可控。其运输和储存也较为成熟,可通过管道、压缩天然气(CNG)或液化天然气(LNG)等多种方式便捷输送。与部分新兴制氢技术相比,天然气制氢装置的建设和运营成本相对较低。一套中等规模的天然气制氢设备,建设周期较短,投资回收较快。并且,通过优化反应工艺、提高能源利用效率,还能进一步减少制氢成本,使得产出的氢气在市场上具有价格优势,吸引众多企业采用该技术获取氢气,用于化工生产、能源转换等领域。天然气制氢设备的优点在于其成本低、稳定性高、操作简便。吉林甲醇天然气制氢设备
根据天然气参加反应的不同,可以分为传统水蒸气重整制氢,部分氧化反应制氢,自热重整制氢三种制氢工艺。上海制造天然气制氢设备
然气蒸汽重整制氢,是当前大规模制取氢气**为常用的方法。其基本原理基于甲烷与水蒸气在高温、催化剂作用下发生重整反应,生成氢气和一氧化碳,化学方程式为CH₄+H₂O⇌CO+3H₂。由于该反应为强吸热反应,需在800℃-1000℃的高温环境下进行,同时还需镍基催化剂以降低反应活化能,加速反应进程。反应过程中,首先将天然气进行脱硫处理,防止硫杂质致使催化剂中毒。随后,脱硫后的天然气与水蒸气混合,进入转化炉段进行重整反应。生成的粗合成气包含氢气、一氧化碳、二氧化碳以及未反应的甲烷和水蒸气,经变换反应,将一氧化碳进一步转化为氢气和二氧化碳,提高氢气产率。**后,通过变压吸附或膜分离技术,对混合气进行提纯,获取高纯度氢气。尽管该工艺技术成熟,氢气产量大,但存在能耗高、碳排放量大的问题,未来需在节能降碳技术研发上持续发力。 上海制造天然气制氢设备