天然气与氢能融合主要存在3种途径:上游制备融合。根据原料来源和生产过程不同,可分为灰氢、蓝氢和绿氢。其中,灰氢主要为煤制氢,低成本;绿氢为新能源制氢,高成本;蓝氢为天然气制氢,成本介于灰氢与绿氢之间。截至2022年底,全国氢气产量为3781万吨,其中天然气制氢占比达18.1%。中游储运融合。氢气与天然气在储运环节具有较高的相似性,可利用管道、罐车、铁路及船舶等方式运输,其中管道掺氢是解决大规模、长距离氢能运输的良好过渡办法。由内蒙古西部天然气股份有限公司投资建设的国内首条掺氢高压输气管道工程已在内蒙古动工。终端利用融合。天然气与氢气在城市燃气、交通运输、电力供应、分布式供能等领域可实现协同发展。截至2022年底,全国投运加氢站274座。天然气制氢设备的生产和使用可以促进能源安全和能源多样化,降低能源供应的风险和不稳定性。耐高温天然气制氢设备生产厂家
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。小型天然气制氢设备生产厂家天然气制氢设备的使用还可以减少对传统能源的依赖,降低对环境的污染,具有良好的环保效益。
天然气制氢工艺的改进通过对转化炉、热量回收系统等进行改造可以实现成本节约、降低对天然气原料的消耗,这种技术通过对原料的消耗,这种技术通过对天然气加氢脱硫和在转化炉中放置适量的特殊催化剂进行裂解重整,生成二氧化碳、氢气和一氧化碳的转化气,之后再进行热量回收,经一氧化碳变换降低转化气中一氧化碳的含量、再通过PSA变压吸附提纯就可以得到纯净的氢气。天然气制氢装置中氢气提纯工艺主要是在适当条件下,将硅胶、活性炭、氧化铝等组成吸附床,并用吸附床将变换气中各杂质组分在适当的压力条件下进行吸附,不易被吸附的氢气就从吸附塔的出口输出,从而实现氢气的提纯。
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。随着氢能源产业的不断发展和技术的不断创新,天然气制氢设备将成为氢能源生产的重要组成部分。
随着燃料电池技术的发展与应用,氢作为燃料电池的燃料,在未来能源结构中的地位将日益重要,各发达***越来越重视对氢能的发展。近期氢能发展主要以化石燃料为原料实现廉价氢的生产,而从建立燃料电池汽车加氢站和提供分散氢源方面考虑,则要求有先进的小规模天然气现场制氢与气体纯化技术。目前,约96%的氢是以煤、石油和天然气等化石资源制取的,其中采用天然气(主要成分是甲烷)制氢更为经济与合理。现有的天然气制氢技术主要包括天然气的水蒸气重整,自热重整以及部分氧化重整等。天然气制氢设备的生产和使用需要建立完善的监管机制和管理体系,以确保生产和使用的合法性和规范性。耐高温天然气制氢设备生产厂家
天然气制氢设备的优点之一是其高效性,可以在较短的时间内生产出大量的氢气,满足不同领域的需求。耐高温天然气制氢设备生产厂家
天然气的制取氢流程主要包括四个:原料气预处理、天然气蒸汽转化、一氧化碳变换、氢气提纯。一。原料预处理步骤,这里的预处理主要指的就是原料气的脱硫,实际工艺运行当中一般采用天然气钴钼加氢串联氧化锌作为脱硫剂将天然气中的有机硫转化为无机硫再进行去除。这里处理的原料天然气的流量较大,所以可采用压力较高的天然气气源或者在选择天然气压缩机的时候考虑较大的余量。二、进行天然气蒸汽转化的步骤,在转化炉中采用镍系催化剂,将天然气中的烷烃转化成为主要成分是一氧化碳和氢气的原料气。三、一氧化碳变换,使其在催化剂存在的条件下和水蒸气发生反应,从而生成氢气和二氧化碳,得到主要成分是氢气和二氧化碳的变换气。随着技术对策发展,近年来开始采用一氧化碳高温变换加低温变换的两段工艺设置,这样可以近一步节省对资源的消耗,但对于转化气中一氧化碳含量不高的情况,可只采用中温变换。四、提纯氢气,现在常用的一种氢气提纯系统就是PAS系统,又叫变压吸附净化分离系统,这种系统能耗低、流程简单、制取氢气的纯度较高,氢气的纯度可达99.99%。耐高温天然气制氢设备生产厂家
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