天然气作为一种洁净的工业能源,在我国的能源发展中具有重要的作用和地位,它不仅可以当做燃料使用,同时还是一些化工厂产品的基本原料。其中,将天然气用作制氢时,整个工艺的成本较低,能够应用于氢气的生产当中。 随着能源消耗地加剧,寻找新的能源已经成为当前的一个重要任务。氢作为现今有发展潜力的一种能源,几乎不产生污染,转化效率高。利用天然气制取氢气,可以在一定程度上缓解我国能源危机,进一步促进我国能源利用结构的转变。本文将重点就天然气制氢的原理、天然气制氢工艺和技术、天然气制氢技术的分类天然气制氢的成本核算等几个方面进行详细的研究和探讨。氢气是一种清洁能源,可以用于燃料电池、化工等领域,因此制氢设备具有广泛的应用前景。吉林推广天然气制氢设备
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。高科技天然气制氢设备供应商家天然气制氢设备是一种高效、环保的氢能源生产方式,具有广泛的应用前景。
天然气水蒸汽重整制氢、甲醇水蒸汽重整制氢、电解水制氢大型制氢:天然气水蒸汽重整制氢占主导地位:(1)天然气既是原料气也是燃料气,无需运输,氢能耗低,消耗低,氢气成本。(2)自动化程度高,安全性能高。(3)天然气制氢投资较高,适合大规模工业化生产,一般制氢规模在5000Nm3/h以上时选择天然气制氢工艺更经济小型制氢、高纯氢采用电解水方法:水电解制氢技术自开发以来一直进展不大,其主要原因是需要耗用大量的电能,电价的昂贵,用水电解制氢都不经济。电解水制氢,规模一般小于200Nm3/h,是较成熟的制氢方法,由于它的电耗较高,致其单位氢气成本较高。甲醇水蒸汽重整制氢是中小型制氢的(1)甲醇蒸汽重整制氢与大规模的天然气制氢或水电解制氢相比,投资省,能耗低。由于反应温度低,工艺条件缓和,燃料消耗也低。与同等规模的天然气制氢装置相比,甲醇蒸汽转化制氢的能耗约是前者的50%。(2)甲醇蒸汽重整制氢所用的原料甲醇易得,运输,储存方便。而且所用的原料甲醇纯度高,不需要再进行净化处理,反应条件温和,易于操作。
工业化制氢现状1三种制氢方案对比(1)天然气水蒸汽重整制氢(2)甲醇水蒸汽重整制氢(3)电解水制氢2大型制氢:天然气水蒸汽重整制氢占主导地位特点:(1)天然气既是原料气也是燃料气,无需运输,氢能耗低,消耗低,氢气成本。(2)自动化程度高,安全性能高。(3)天然气制氢投资较高,适合大规模工业化生产,一般制氢规模在5000Nm3/h以上时选择天然气制氢工艺更经济3小型制氢、高纯氢采用电解水方法(1)多年来,水电解制氢技术自开发以来一直进展不大,其主要原因是需要耗用大量的电能,电价的昂贵,用水电解制氢都不经济。(2)电解水制氢,规模一般小于200Nm3/h,是较成熟的制氢方法,由于它的电耗较高,达到5~8kwh/Nm3H2,其单位氢气成本较高4甲醇水蒸汽重整制氢是中小型制氢的(1)甲醇蒸汽重整制氢与大规模的天然气制氢或水电解制氢相比,投资省,能耗低。由于反应温度低(230℃~280℃),工艺条件缓和,燃料消耗也低。与同等规模的天然气制氢装置相比,甲醇蒸汽转化制氢的能耗约是前者的50%。(2)甲醇蒸汽重整制氢所用的原料甲醇易得,运输,储存方便。而且由于所用的原料甲醇纯度高,不需要再进行净化处理,反应条件温和,流程简单,故易于操作天然气制氢设备的应用领域包括燃料电池、交通运输等多个领域,为实现能源转型和碳减排做出了重要贡献。
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。天然气制氢设备的应用领域广,可以用于氢能源的生产、储存和运输等方面,可以用于工业生产中的氢气需求。广西新能源天然气制氢设备
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。吉林推广天然气制氢设备
国内现阶段尚无天然氢的勘探及开采项目披露,但在天然氢的资源分布数据及研究也已有一定的积累。依托于已覆盖国内大部分地区的油气和矿产资源勘探开发活动,国内已有较多的天然氢发现案例。如在在松辽盆地的个别钻井中发现氢气含量高达85.54%,在柴达木盆地三湖地区2号井的岩屑罐顶气中,检测到了含量可达99%的氢气。此外,在云南腾冲部分热泉、山西沁水煤矿和煤井、渤海湾盆地、松辽盆地等多地我国均有低浓度天然氢发现案例。在这些地区,中石化、中煤,以及地质勘探机构等油气、矿产企业机构或已掌握了较为可观的天然氢分布资料。吉林推广天然气制氢设备
中国氢能集团股份有限公司对接俄罗斯天然气工业股份公司(下称“俄气”)远东地区天然气制氢项目。据悉,近年来,中俄合作交往频繁且密切,尤其在能源、高铁、核应用、生物干细胞医疗等领域。此前,俄气已经开始寻求中国买家,以推动公司位于俄罗斯远东库页岛蓝氢项目的中国买家。据了解,该项目已在2022年2月完成可行性研究。到2030年,俄罗斯的清洁氢年产量将从200万吨缩减至55万吨主要用于国内消费。该项目计划于2024年开始运营,2026年开始投产,为俄罗斯国内和亚太地区供氢,年产氢3.65万吨。可见,俄罗斯似乎正努力重新规划,将氢气出口重新定向到中国。氢能因其大规模和长期的应用优势,在终端能源需求中的潜在...