目前的绿色制氨工艺通过使用可再生能源发电来进行 Haber-Bosch 工艺改进,其中主要使用几种不同类型的水电解器进行绿色氢气的合成。(A)为不同水电解槽生产绿色 H2:碱性水电解(AWE)、聚合物电解质膜水电解(PEM WE)和固体氧化物水电解(SOE),(B)为 N2由空气分离装置生产,(C)为通过改进的 Haber-Bosch 工艺合成绿色 NH3。其中绿色 NH3 生产能力通常为 10000 吨/日,太阳能光伏发电产生的可再生电力为绿色 NH3 合成工艺提供能源(即用于绿色 H2 生产的水电解槽、用于 N2 分离的空分装置和用于绿色 NH3 生产的 Haber-Bosch 工艺)如绿色虚线所示。绿氨制备过程中可通过控制反应条件提高产品氨气的纯度和产率。辽宁绿氢制氨前景
绿色制氨(可再生氨)工艺主要指 全程以可再生能源为动力开展的电解水制氢及空气分离制氮再通过 Haber-Bosch 法制氨的过程,即通过绿氢制备绿氨。使用水电解制备 H2 为通过低碳电源进行水的电解,制备后只产生 H2 和 O2(即H2O→H2+O2),因此,用可再生能源驱动的水电解代替 SMR 工艺以获得用于Haber-Bosch 工艺的绿色 H2 可以实现 NH3 合成的大量脱碳。此外,绿色 H2 的使用可以促进小规模、模块化的 NH3 合成,这也将更有利于可再生能源进行能源的整合并提高肥料的获取和分配平衡。医药氨转氢生产厂家风能氨转氢是利用风能提供动力进行氨制备的一种方法。
保守估计,全国农机与农汽行业2020年预计将消耗7000万吨柴油,消耗汽油5000万吨,相当于每年需要再增加进口2亿吨原油。与此同时,绝大多数氨的用途及供给网络目前也在农村。农民是对氨的使用较有实际经验的群体。中国的涉农企业又较具适应和占领新市场的能力。氨燃料的推广自中国农村始,正可以星火燎原,从农村发展到城市,较终普及整个氨蓝色经济大市场,并由此带动一系列相关的新兴产业从中国走向世界。5亿吨风光核分布式制氨能源工业蓝色经济循环产业链,按照1:7的产业链,将推动二三万亿美元的绿色GDP的快速增长。如其中50%用于氨燃料电池储能电站,2.5亿吨氨理论上可以发电9000亿度电,实际上可以发电6000亿度,作为各地通信行业与IT行业其风光互补微电网的补充能源而发挥作用,每年可以实现超过1万亿元的能源收益。2亿吨氨动力燃料作为农机、农用汽车的车用燃料,可以替代2亿吨柴油或者3亿吨汽油。
对于数据中心与3G/4G移动基站的保障电源,氨燃料电池具有广阔的市场需求,这一点完全类似于“一战期间”。中国的汽车市场和产业尚处于发展的初始阶段,而其潜力之大、发展趋势之猛,已举足轻重于世界。2012年汽车产能高达2000万辆,机动车保有量超过2亿辆,到2020年汽车保有量将超过3亿辆,需要进口6亿吨原油。中国城市园林绿化方面的修剪与维护需要5000万吨汽油,基础设施与建筑业工地以及各地“拉闸限电”催生柴油发电每年需求7000万吨柴油,相当于每年又需要再增加进口2亿吨原油。氢转氨反应是绿氨制备过程中的关键环节,其效率和选择催化剂对成本和能源利用具有重要影响。
氨能源:下一个新能源主角?什么是氨能源?顾名思义,氨能源是一种以氨为基础的新能源,旨在以无碳化合物作为清洁能源来代替化石燃料。本世纪以来氨燃料的研发应用越来越受到重视。美国、加拿大、荷兰、日本等国家的学者均在积极探索氨能的发展潜。2004年起,美国每年举行一次“氨学术交流会议”,2008年更是将会议主题定为“氨-美国能单独的关键”。氨能源如何应用?上世纪中期,比利时研究人员首先将氨作为燃料用于驱动汽车。美国航天局利用氧作为动力燃料开发研制了X-15型试验飞机。俄罗斯发动机制造商Energomash公司正在研制以氨-乙炔混合物为燃料的新型发动机。环保绿氨是指通过环保技术实现氨合成过程的低能耗、低排放。安徽船运燃料氢转氨
绿氨是一种强碱性物质,可以与酸反应产生盐和水。辽宁绿氢制氨前景
从实验室到工业化生产,科学家对合成氨技术探索了100多年。20世纪初,德国化学家Fritz Haber和Carl Bosch等人提出了Haber-Bosch法,开启了合成氨的大规模工业化进程。基于该方法,用大量氨生产出的化肥,增加了全球粮食产量。厦门大学氨能源工程实验室研究员朱维源表示,传统的Haber-Bosch法合成氨技术以化石燃料为氢源和热源,造成大量的二氧化碳排放。目前,我国年合成氨产量约5000多万吨,碳排放量每年约2亿吨。在应对全球气候变暖和“双碳”目标下,基于化石燃料的传统合成氨工业很难持续。目前,Haber-Bosch法仍是独一具有工业规模的合成氨技术。晏成林表示:“由于该工艺会消耗大量化石能源,并造成碳排放,因此,寻找合适的绿色替代方案,在温和条件下实现高效、低能耗、低排放、可持续的氨生产,是亟待解决的科学挑战。”辽宁绿氢制氨前景