天然气制氢是把天然气通过化学反应转化为氢气的过程。大型天然气制氢反应器较为成熟,但适用于燃料电池的小微型天然气制氢反应器需将原料气预热、脱盐水加热及工艺蒸汽生产、空气预热、燃料及燃烧器、催化重整转化、烟气与工艺气换热等多个系统高度集成,设计和加工制造难度较大。每一个或几个固体氧化物燃料电池(SOFC)电堆发电,就需要至少匹配1台小微型天然气制氢反应器。小微型天然气制氢反应器还可经进一步处理,匹配质子交换膜燃料电池(PEFC)热电联供系统,适用于电厂冷却用氢及实验室用氢等小规模工业用氢场景,市场应用前景广阔。制氢设备在生产过程中需要严格控制原料的质量和纯度,以确保产品的质量和稳定性。湖北大型天然气制氢设备
在制氢站中,氢气既是重要的生产要素,又潜藏着严重的安全。作为一种易燃易爆的气体,氢气的泄漏可能会引发严重的火灾。因此,识别可能的氢气泄漏点在制氢站的安全运行至关重要。这些可能的泄漏点主要包括电解槽、气体冷却器、压缩机、储罐区、充装口/卸料口、管道系统、安全阀/泄压阀等。为了防范这些潜在的隐患,因此在这些位置需要安装氢气传感器,持续监测这些区域的气体浓度。氢气泄漏不仅直接威胁到人体的安全,如可能导致皮肤或高温灼伤,而且还可能产生大量的紫外线和次生火灾产生的等有害物质,对人体健康构成潜在危害。此外,高浓度的氢气可能导致缺氧,从而对人的生命安全构成威胁。因此,我们必须采取严格的措施来确保制氢站的安全运行,并在发生泄漏时迅速地响应,减少对人员的危害。定制天然气制氢设备在哪里天然气制氢设备的制造工艺成熟,结构紧凑,占地面积小,使得它适应各种生产环境,满足不同规模的生产需求。
天然气部分氧化制氢天然气部分氧化制氢的反应器采用的是高温无机陶瓷透氧膜,与传统的蒸汽重整制氢的方式相比较来说,天然气部分氧化制氢工艺所消耗的能量更加少,因为它采用的是一些价格低廉的耐火材料组成的反应器。这种天然气制氢工艺比一般的生产工艺在设备投资方面的成本降低了25%左右,生产的成本降低了40%左右,可以在一定程度上降低投资成本。天然气高温裂解制氢天然气高温裂解制氢主要在高温条件下,天然气催化分解成为碳和氢,但是在这一过程中并不产生任何二氧化碳,所以一般将其认为是从化石燃料使用到可再生能源利用的过渡工艺。这种工艺目前还在研究当中,但是可以预见的是这种天然气制氢工艺具有良好的应用前景。
蒸汽转化和变换原理原料天然气和蒸汽在转化炉管中的高温催化剂上发生烃-蒸汽转化反应,主要反应如下CHa+H,O=CO+3Hz-Q(1)一氧化碳产氢CO+HO=CO+Hz+Q(2)前一反应需大量吸热,高温有利于反应进行:后一反应是微放热反应,高温不利于反应进行。因此在转化炉中反应是不完全的。在发生上述反应的同时还伴有一系列复杂的付反应。包括烃类的热裂解,催化裂解,水合,蒸汽裂解,脱氢,加氢,积碳,氧化等。在转化反应中,要使转换率高,残余甲烷少,氢纯度高,反应温度要高,但要考虑设备承受能力和能耗,所以炉温不宜太高。为缓和积碳,增加收率,要控制较大的水碳比。制氢设备需要精确控制温度和压力,以确保反应的顺利进行和氢气的纯度。
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,投,工期短。 制氢设备在生产过程中需要严格控制反应条件,如温度、压力、时间等,以确保产品的质量和稳定性。广西天然气天然气制氢设备
天然气制氢设备的运行成本相对较低,因能源便宜,且维护和运营成本较低,使得它成为许多企业的理想选择。湖北大型天然气制氢设备
蒸气转化是在催化剂存在及高温条件下,使甲烷与水蒸气反应,生成H,、CO等混和气,该反应是强吸热的,需要外界供热。蒸气转化工序的关键设备是主转化炉。原料在进人主转化炉之前需要在预转化炉中进行预转化。预转化可将天然气中的重碳氢化合物全部转化为甲烷和CO,从而可降低主转化炉结焦的可能性。同时可将原料气中残余的硫全部除去,使转化炉催化剂不会发生硫中毒,延长催化剂的使用寿命。CO变化是使来自蒸气转化单元的混和气体在装有催化剂的变换炉中进行水煤气反应,CO进一步与水蒸气反应,大部分CO转化为CO和H,。其工艺一般按照变换温度可分为高温变换和中温变换。变换后的气体经冷却后,分离工艺冷凝液后,气体送氢气提纯工艺。氢气提纯的方法包括冷凝-低温吸附法,低温吸收-吸附法,变压吸附法(PSA),把膜扩散法等。目前氢气提纯普遍使用的方法是变压吸附法,PSA技术具有能耗低,产品纯度高,工艺流程简单等。吸附塔内的吸附剂吸附除氢气以外的其它杂质而使氢气得以净化,净化后的氢气纯度可达到99.9%-99.99%。湖北大型天然气制氢设备