氢气用途广且储量丰富,可以用作原料、燃料或能源储存载体,在工业、运输、电力和建筑等领域应用,氢能作为一种可再生清洁高效二次能源,具有来源广、燃烧热值高、清洁无污染、利用形式多样等优点,可助力能源、交通、石化、钢铁等多个领域实现低碳化,在更有韧性、更低碳的综合能源系统中,氢能将与可再生电力以及更有效和循环利用的资源一起发挥重要作用。据预测,到2050年,清洁氢能将满足24%的世界能源需求。全球绿色低碳转型推动氢能需求提升,世界各国对清洁氢能的兴趣逐渐增长,各主要经济体纷纷依据自身的产业底蕴制定特色鲜明的氢能发展战略,以拓展逐步完备的氢能经济价值链,比如加强可再生能源或低碳能源制氢、建设可向用户便利供应氢能的基础设施、开发更加多元化的氢能应用场景等。甲醇制氢催化剂的研究还需要进一步探索其在实际应用中的性能。浙江甲醇制氢催化剂价格
工业制氢方案很多,主要有以下几类:(1)煤制氢;(2)天然气制氢;(3)甲醇制氢:包括甲醇水蒸汽重整制氢、甲醇直裂制氢、甲醇部分氧化制氢;(4)水解制氢(5)富氢气体提纯制氢:各种富氢尾气(氯碱厂副产氢、炼油厂副产氢、合成氨厂副产氢、煤化工副产氢等)。甲醇制氢原理是甲醇和水反应生成氢气和二氧化碳的合成气,再经过PSA提纯,得到高纯度的氢气。该方法原料为甲醇和脱盐水,原料来源方便,在220~280℃下,催化剂上催化转化为组成为主要含氢和二氧化碳转化气;甲醇的单程转化率可达95%以上,氢气的选择性高于99.5%,再利用变压吸附技术,可得到纯度为99.999%的氢气,一氧化碳的含量低于1ppm。四川自热式甲醇制氢催化剂催化剂的活性与结构密切相关,需要进一步研究。
美国是全球的氢气生产国和消费国之一,欧洲在清洁氢能技术制造方面具有较强竞争力。我国是全球的制氢国之一,在氢能研究和产业拓展方面深耕多年并有大量投资。预计,到2030年我国将成为世界的氢能与燃料电池市场,到2040年,氢能或将支撑我国10%的能源需求。多项稳步增长的指标表明,在不远的将来有望迎来氢能产业发展的转折点。氢能产业具备万亿元规模潜力,作为一种可行的能源和经济增长驱动力,生产规模化、降低存储输送成本与创新应用场景是氢能进一步得到使用的重要前提。2022年以来,国家层面对氢能战略进一步明确,地方积极出台氢能规划,并对氢能产业的补贴予以加强,这些举措都实质性推动了氢能产业的发展,通过示范城市群与不同梯度企业的共同发力,各地积极抢占氢能发展赛道,一批产业集群加速涌现,应用领域不断延展,从而以氢能绘制面向未来的“零碳”中国蓝图。
甲醇制氢工艺流程简述(1)甲醇裂解部分流程简述甲醇裂解工艺流程见图1,来自储槽的甲醇,与水洗塔底部经减压后的水在原料缓冲罐中按一定比例混合,然后经过原料计量泵加压至2.0MPa后送入甲醇预热换热器与反应产物换热升温,升温后的甲醇水溶液在进入汽化器,用高温导热油加热汽化。汽化后的甲醇、水蒸气接着进入列管式反应器,在其中催化剂的作用下分别进行下列裂解和变换反应,整个反应过程是吸热的,因而反应器和汽化器所需的热量由外部提供。由于蓄热的裂解反应和放热的变换反应同时进行,从而有效的利用了反应热消除了放热反应可能带来的热点问题。从反应器出来的转化气在与反应进料进行换热后,进入冷却器冷却至常温,在分液罐内分离回收冷凝下来的甲醇和水;然后进入水洗塔洗去转化气中夹带的残余甲醇。水洗塔后的转化气在经过分液罐分液后送PSA氢提纯工段。从水净化部分来的软化水进入缓冲罐。经水泵送至水洗塔的顶部,对反应气进行洗涤。塔顶气体经分液罐分液后进入变压吸附(PSA)部分,塔底液返回与原料甲醇混合后在进入原料缓冲罐。甲醇制氢催化剂的制备方法多种多样,包括溶胶-凝胶法、共沉淀法、浸渍法等。
碱性电解水制氢技术目前发展的成熟,具有槽体结构简单、安全可靠、运行寿命长、操作简便、售价低廉等,是市场上主要的电解制氢方式,广泛应用于冶金、储能、食品等行业。碱性电解槽由电极、电解液、隔膜组成,电解槽内装填电解质溶液,通过隔膜将槽体分为阴、阳两室,各电极置于其中。在一定的电压下,电流从电极间通过,在阳极上产生氧气,在阴极上产生氢气,从而将水分解,制取氢气。电解槽工作温度一般为70~90℃,以KOH或NaOH水溶液为电解质。电解槽中的隔膜通常为石棉,或者为高分子复合材料,电极一般采用镍基金属材料,产生的氢气纯度在99%以上,经分离后的氢气需要脱除其中的水分和碱液。碱性电解槽一般需要降低电压增大电流以提高转化效率催化剂在甲醇制氢过程中起着至关重要的作用。内蒙古节能甲醇制氢催化剂
采用新型的甲醇制氢催化剂能够提高制氢效率。浙江甲醇制氢催化剂价格
甲醇部分氧化制氢甲醇部分氧化制氢是放热反应,可对外提供热量,其主要副产物为CO2,可降低CO含量。在以氧气作为氧化剂时,所产生的氢气浓度可达66%;但在以空气为氧化剂时,氢气浓度为41%。甲醇部分氧化与甲醇水蒸气重整反应相比,有以下优点:反应是放热反应,在接近230℃时,反应速度快,当用氧气代替水蒸气做氧化剂,效率更高。但用空气做氧化剂时,会带入氮气降低氢含量,为后续分离提出带来困难。潘相敏等[5]制备CuZnAlZr整体式催化剂,并考察了水醇比、氧醇比和液体空速等条件对该催化剂上甲醇氧化重整制氢反应的影响,实验得到***反应条件为水醇摩尔比1,氧醇摩尔比0.22,液体空速0.96h-1。亓爱笃等[8]在Cr-Zn氧化物催化剂上考察了各种工艺条件对甲醇氧化重整制氢过程的影响。通过正交试验对甲醇的转化率、氢气的选择率、氢产率和产物中CO、CO2的浓度影响程度为反应温度>氧醇比>水醇比。浙江甲醇制氢催化剂价格
氢的热值高,利用形式多样,是替代化石燃料的新型燃料。氢的热值高达142MJ/kg,是煤炭和汽油等化石燃料的3至4倍。氢可以通过氢内燃机和氢燃气轮机直接提供动力和电力,还能够通过氢燃料电池发生电化学反应实现供电供热。氢燃料电池的一次转化效率高达50%至60%,明显高于传统燃油发动机的30%至40%。综合考虑热值和转化效率,1kg氢气相当于6至7升汽油或4至5升柴油。氢是一种清洁低碳的能源,使用过程中只产生水。无论氢是用于还是用于燃料电池电化学反应,都不会生成化石能源使用过程中所产生的污染物和碳排放,反应产物只有纯水,真正实现零碳排放。这使得氢在可持续发展的背景下,具有非常重要的应用前...