天然气制氢工艺的原理就是先对天然气进行预处理,然后在转化炉中将甲烷和水蒸气转化为一氧化碳和氢气等,余热回收后,在变换塔中将一氧化碳变换成二氧化碳和氢气的过程,这一工艺技术的基础是在天然气蒸汽转化技术的基础上实现的。在变换塔中,在催化剂存在的条件下,控制反应温度,转化气中的一氧化碳和水反应,生成氢气和二氧化碳。天然气中的烷烃在适当的压力和温度下,就会发生一系列化学反应生成转化气,转化气再经过热换、冷凝等过程,使气体在自动化的控制下通过装有多种吸附剂的PAS装置后,一氧化碳、二氧化碳等杂质被吸附塔吸附,氢气送往用气单位,吸附了杂质的吸附剂,经解吸后,解析气可送往变换炉作为燃料,吸附剂也完成再生。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。北京定制天然气制氢设备
天然气制氢的工艺流程由原料气处理、蒸汽转化、CO变换和氢气提纯四大单元组成。原料气处理单元主要是天然气的脱硫,采用MnO和ZnO脱硫剂脱去H2S和SO2。。水蒸气为氧化剂,在镍催化剂的作用下将烃类物质转化,得到制取氢气的转化气。转化炉的型式、结构各有特点,上、下集气管的结构和热补偿方式以及转化管的固定方式也不同。虽然对流段换热器设置不同,在蒸汽转化单元都采用了高温转化和相对较低水碳比的工艺操作参数设置有利于转化深度的提高,从而节约原料消耗。CO变换单元。转化炉送來的原料气,含一定量的CO,变换的作用是使CO在催化剂存在的条件下,与水蒸汽反应而生成CO2和H2。按照变换温度分,变换工艺可分为高温变换(350~400℃)和中温变换(低于300~350℃)。近年来,由于注重对资源的节约,在变换单元的工艺设置上,开始采用CO高温变换加低温变换的两段变换工艺设置,以近一步降低原料的消耗。陕西定制天然气制氢设备近年来,随着氢能源的发展,天然气制氢设备逐渐成为了研究的热点,其具有的高效、低成本等优势备受关注。
天然气蒸汽转化工艺包括原料气处理单元、蒸汽转化单元、CO变换单元和氢气提纯单元、原料气处理单元原料气处理单元是使天然气进一步纯化,以脱除天然气中的硫为主要目的,此外还有将原料气压缩等功能。脱硫一般采用加氢后用ZnO作为脱硫剂脱硫,其中加氢催化剂大都采用Co-Mo催化剂也可用N-Mo催化剂天然气脱采用加氢串ZnO的脱硫工艺通常情况下.使用CO-Mo催化剂加氢设1台设备,使用ZnO脱硫设2台设备,更换脱硫剂时装置不停车。大规模的制氢装置由于原料气的处理量较大.因此在压缩原料气时,需选择较大的离心式压缩机。离心式压缩机可选择电驱动、蒸汽透平驱动和燃气驱动。
煤制气装置:煤制氢装置的生产过程为通过将煤浆和纯氢,经气化、净化单元后生成纯度达到97.5%左右的氢气、酸性气。国内外主要有代表性的先进煤气化技术包括煤干粉进料、水煤浆气化、块(碎)煤气化等。煤干粉进料技术包括壳牌SCGP技术、西门子GSP气化技术、华东理工大学与中石化宁波技术研究院、中海石油化学股份有限公司共同研发的单喷嘴粉煤气化技术、西安热工院的两段干煤粉气化技术等;湿法水煤浆进料包括美国GE单喷嘴水煤浆气化技术、华东理工大学和兖矿共同研发的多喷嘴对置气化技术、清华大学和达立科科技公司共同研发的分级气流床气化技术、西北化工院的多元料浆技术等;碎煤进料方面,有德国的Lurgi加压气化技术和英国BGC公司的BGL气化技术。从目前已投产的煤气化装置运行情况来看,气流床气化技术的工业化发展速度快,其中以湿法进料气化技术更为成熟。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。
天然气制氢方法主要有热裂解法、催化裂解法和重整法等。热裂解法热裂解法是将天然气在高温下分解为氢气和碳,常用反应温度在800度至1000度之间。热裂解反应的主要反应为:CH4->H2+C这个反应式说明,一摩尔的甲烷经过热裂解得到一摩尔的氢和一摩尔的碳。这种方法是简单、易行的,但同时生成大量的碳,这种碳加工闲难,处理成本高,而且会加大环境污染,所以具有局限性。催化裂解法催化裂解法是在催化剂的作用下将天然气在低温下分解为氢气和碳。由于反应温度较低,能量损失小。催化剂通常是钜、铂、铭等贵金属催化剂。重整法是利用天然气进行催化重整反应,其原理是将天然气与水蒸气加热至高温,经过反应后得到大量的氢气和一定量的CO2。重整反应通常采用镍为催化剂。 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。加工天然气制氢设备设计
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。北京定制天然气制氢设备
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。北京定制天然气制氢设备
除了作为化工原料(如石油炼化、合成氨、合成甲醇)和工业工艺气体(如钢铁、半导体行业还原剂)等传统使用方式外,绿氢还可以作为能源、燃料来使用。氢燃料电池是目前被看好的氢能利用路线。氢燃料电池汽车具备零排放、零污染、无噪声、补充燃料快、续航能力强等优势。2022年北京冬奥会期间,超过1000辆氢能源汽车使用,并配备了30多个加氢站,这是迄今为止氢燃料电池汽车在全球规模的集中示范运营。在新技术加持下,氢能交通工具可以实现风、光、水到氢再到水的“无碳物质闭环”,构成绿色发展的一次次清洁能量循环。比如氢能源市域列车,以每天500公里里程计,每年大约可减少10余吨二氧化碳排放。未来,氢能大巴、氢能重卡、氢...