近日,国内某能源巨头宣布,旗下位于西部地区的天然气制氢工厂完成技术升级与产能扩建项目。该工厂采用全新的高效转化炉技术,结合自主研发的高性能催化剂,使得天然气制氢效率大幅提高。升级后,工厂日产氢气量从原来的 5 吨提升至 8 吨,产能增长 60%。据了解,新技术优化了天然气蒸汽重整反应过程,降低了反应所需能耗,同时提高了甲烷的转化率。与传统工艺相比,新系统可将每立方米天然气转化为氢气的产量提高 15%。能源公司相关负责人表示,此次技术升级不仅提升了产能,还降低了生产成本,增强了公司在氢气市场的竞争力。随着氢能产业的快速发展,该工厂计划在未来两年内进一步扩大产能,满足日益增长的市场需求。天然气制氢是以天然气做原料生产氢气。贵州推广天然气制氢设备
天然气蒸汽重整制氢设备是当前工业领域大规模制取氢气的主流装置,其**由原料预处理系统、蒸汽重整反应系统、变换反应系统和氢气提纯系统四大部分构成。在原料预处理阶段,天然气需先通过脱硫塔,利用氧化锌、活性炭等脱硫剂脱除其中的硫化氢等含硫杂质,避免后续催化剂中毒。经预处理后的天然气与水蒸气按一定比例混合,进入蒸汽重整反应系统。该系统中的设备为转化炉,转化炉内设有多根反应管,管内装填镍基催化剂,外部通过天然气或其他燃料供热,使反应温度维持在800℃-1000℃,在此高温下,天然气中的甲烷与水蒸气发生重整反应生成氢气和一氧化碳。反应后的粗合成气进入变换反应系统,在铁-铬系或铜-锌系催化剂作用下,一氧化碳与水蒸气发生变换反应,进一步生成氢气和二氧化碳,提高氢气产率。通过变压吸附(PSA)装置或膜分离设备对混合气进行提纯,去除二氧化碳、一氧化碳、甲烷等杂质,获取纯度高达的氢气。这类设备的优势在于产能大,单套装置日产氢气可达数千立方米,但能耗较高且碳排放量大,通常需要配套碳捕集装置以降低环境影响,适用于对氢气需求量巨大的化工、炼油等行业。 贵州推广天然气制氢设备氢气的输运是氢能产业能否大规模应用的关键因素。
自热重整制氢将部分天然气释放的热量,直接用于重整反应,实现热量自给自足。此过程通过氧气与天然气的比例,使反应与重整反应在同一反应器内同时发生。相较于蒸汽重整,自热重整反应温度更高,一般在900℃-1100℃,反应速率更快,装置体积更小。该工艺能在降低外部供热需求的同时,提高生产效率。在反应中,除甲烷与水蒸气的重整反应外,还发生甲烷与氧气的部分氧化反应2CH₄+O₂⇌2CO+4H₂。由于反应涉过程,自热重整制氢所得合成气中氢气含量相对较低,二氧化碳和氮气含量相对较高。自热重整制氢适用于对氢气产量要求高,且对氢气纯度要求相对宽松的工业场景,如炼油厂、合成氨厂等,可降低生产成本,提升生产效益。
传统大型天然气制氢装置(单套产能>10万标方/小时)受限于固定高(>10亿元)、建设周期长(2-3年)等问题,难以满足分布式能源场景需求。小型模块化设备的崛起将打破这一格局:采用紧凑式重整炉设计(体积缩小至传统设备的1/5),集成微通道换热器(换热效率>5000W/(m²・K))与一体化PSA单元,单套设备产能可灵活配置(50-5000标方/小时),建设周期压缩至3-6个月。这类设备尤其适合三类场景:一是氢能重卡加注站,通过撬装式集成实现“即插即用”,配**场制氢-加氢一体化系统,降低氢气运输成本30%-50%;二是偏远油气田伴生气制氢,利用废弃甲烷资源(热值>30MJ/Nm³)现场制氢,为钻井平台提供绿色能源,同时减少火炬造成的碳排放;三是工业园区分布式供氢,通过多模块并联(比较大产能可达2万标方/小时),为燃料电池叉车、化工原料氢等提供灵活供氢方案。预计到2030年,小型模块化设备将占天然气制氢领域的35%以上。重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。
天然气制氢成本下降,市场竞争力增强随着技术进步和规模效应显现,天然气制氢成本近年来持续下降。据行业研究机构数据显示,过去两年内,天然气制氢的平均成本下降了 15%。成本下降主要得益于多个方面。一方面,高效制氢设备的研发和应用,提高了生产效率,降低了单位氢气的能耗;另一方面,企业通过优化供应链管理,降低了天然气采购成本。此外,催化剂技术的革新延长了催化剂使用寿命,减少了更换频率,进一步降低了运营成本。成本的降低使得天然气制氢在与其他制氢方式的竞争中更具优势,有望在未来大规模应用于能源、化工等领域,推动氢能产业的快速发展然而因为技术创新少和成本较高等原因,氢能在工业应用领域的市场规模一直有限。陕西高科技天然气制氢设备
天然气制氢设备的安全系统为生产保驾护航。贵州推广天然气制氢设备
全球天然气制氢产能已超过700万吨/年,主要应用于:炼油工业:提供加氢处理氢气,占需求量的45%化工生产:作为合成氨、甲醇原料,占比30%交通运输:燃料电池重卡、港口机械用氢,增长速率超40%/年发电领域:与天然气联合循环(NGCC)耦合,实现调峰发电区域分布上,北美依托页岩气资源形成低成本集群,中东依托管道天然气发展大规模项目,欧洲加速部署蓝氢走廊。日本川崎重工开发的SPERA制氢装置,通过废热利用使能效达82%;潞安化工集团建成全球**焦炉煤气制氢-CCS示范项目。商业模式创新方面,法国AirLiquide推出"H2Station"网络,整合分布式制氢与加氢站;德国RWE公司开发Power-to-Gas方案,将富余风能转化为氢气存储。贵州推广天然气制氢设备