氢气纯化方法主要分为物理法、化学法和膜分离法。物理法中的深冷分离法是利用原料气中不同组分的相对挥发度的差异来实现氢气的分离和提纯。与甲烷和其他轻烃相比,氢具有较高的相对挥发度。随着温度的降低,碳氢化合物、二氧化碳、一氧化碳、氮气等气体先于氢气凝结分离出来。深冷分离法的成本高,对不同原料成分处理的灵活性差,有时需要补充制冷,通常适用于含氢量比较低且需要回收分离多种产品的提纯处理。金属钯膜扩散法的原理是基于钯膜对氢气有良好的选择透过性。在300~500℃下,氢吸附在钯膜上,并电离为质子和电子。在浓度梯度的作用下,氢质子扩散至低氢分压侧,并在钯膜表面重新耦合为氢分子。由于钯复合膜对氢气有独特的透氢选择性,其几乎可以去除氢气外所有杂质,分离得到的氢气纯度高、回收率高。为防止钯膜的中毒失效,钯膜提纯技术对原料气中的CO、H2O、O2等杂质含量要求较高,需预先脱除。此外,钯复合膜的生产成本较高,透氢速度低,无法实现大规模工业化的应用。 这种吸附剂可以在不同湿度下高效地吸附氢气。四川新能源变压吸附提氢吸附剂
氢气在工业上的应用早已非常广。化石燃料制氢是氢气资源的主要来源,包括煤制氢、天然气制氢等,绿氢的比例极低,不足1%。氢气作为工业原料用于合成氨、合成甲醇、石油炼化等,其作为燃料直接燃烧用于工业供热的比例也近15%。因此,在工业中绿氢取代灰氢或者蓝氢也具有相当大的规模和潜力。常规的电力来源于化石能源,但是会带来严重的碳排放及环境污染,在碳中和的发展原则下,尤其国家鼓励新能源电力“能建尽建、能发尽发”,新能源电力的比重将不断增大,其也将以绿氢作为载体应用于工业领域。小型变压吸附提氢吸附剂设备价格通过优化工艺流程和控制参数,可以降低能耗和减少对环境的影响,从而实现绿色生产。
我国将近30%碳排放来源于工业用能(不含电网供电),氢能利用是冶金、化工、炼油等工业部门进行深度脱碳的有效途径。中国钢铁行业90%以上的产能是采用高炉(BOF)技术生产的长流程钢,利用氢气的高还原性,直接用氢气代替煤炭作为高炉的还原剂,可减少乃至完全避免钢铁生产过程中的二氧化碳排放。化工、炼化行业中,氢可用作合成氨、合成甲醇的工业原料,或在石油炼化过程中作为加氢精制、加氢裂化的原料。可再生能源制氢耦合冶金、化工、炼油等工业用户,可助力工业部门实现深度脱碳
中国氢能协会对“绿氢”作出了初步定义,“绿氢”是指通过可再生能源电解水制氢而得到的氢气,它是一种清洁能源,与传统的灰氢(通过化石燃料,煤炭、石油、天然气等,燃烧产生的氢气)有着明显的区别,“绿氢”的生产过程中使用的电力必须来自于可再生能源,如太阳能、风能、水能等。2020年12月29日,中国氢能联盟提出《低碳氢、清洁氢与可再生能源氢的标准与评价》,当中指出在单位氢气碳排放量方面,低碳氢的阈值为14.51千克二氧化碳当量/千克氢,清洁氢和可再生氢的阈值为4.9千克二氧化碳当量/千克氢,同时可再生氢要求其制氢能源为可再生能源。变压吸附工艺通过改变吸附剂的压力来实现氢气的吸附和解吸,从而实现氢气的连续生产和分离。
高温甲醇制氢催化剂通常可满足多种温度需求,这主要是因为催化剂的活性在不同温度下有所变化。在高温甲醇制氢过程中,催化剂通常需要在200-300C的高温下运作。在这个温度范围内,催化剂的活性,能够实现的氢气产率和选择性。但是,随着温度的变化,催化剂的活性也会发生变化。在较低的温度下,催化剂的活性会降低,而在较高的温度下,催化剂的活性则会降低。因此,为了满足不同温度下的制氢需求,催化剂的配方和制备工艺需要进行优化,以确保在不同温度下催化剂的活性都能够得到充分的发挥.目前,市场上已经有不少针对高温甲醇制氢的催化剂产品,这些产品通常都具有较广的适用温度范围,能够满足不同客户的制氨需求。高温甲醇制氢催化剂通常可满足多种温度需求,这主要是因为催化剂的活性在不同温度下有所变化。在高温甲醇制氢过程中,催化剂通常需要在200-300C的高温下运作。在这个温度范围内,催化剂的活性,能够实现的氢气产率和选择性。但是,随着温度的变化,催化剂的活性也会发生变化。随着氢能源的不断发展和应用需求的增加,变压吸附提氢吸附剂的研究和开发将成为氢能源的重要研究方向之一。湖南自热式变压吸附提氢吸附剂
吸附剂的再生可以通过降低压力或提高温度来实现,这可以释放被吸附的氢气并恢复吸附剂的活性。四川新能源变压吸附提氢吸附剂
根据制氢的方式,可以将其划分为三种:绿氢、灰氢和蓝氢。1.绿氢是指通过可再生能源(如风电、水电、太阳能)制氢,也就是通过可发电,然后利用点解水来制氢,在制氢过程完全没有碳排放。2.灰氢是指利用化石能源(煤炭、石油、天然气)制氢,也就是从化石能源中提取氢,在制氢过程中必然存在环境污染和二氧化碳排放。3.蓝氢是指使用石化能源(煤炭、石油、天然气)制氢,其实与灰氢制取过程一致,区别在于在制氢过程中利用碳捕集和碳封存(CCS)技术,不让二氧化碳排放到空气中。四川新能源变压吸附提氢吸附剂
目前,常见的氢气回收利用技术包括以下几种氢气再利用:将排放的氢气再次加入到加氢系统中进行利用,可以降低加氢系统的能耗和成本。氢气储存:将排放的氢气储存起来,以备后续利用。储存方式包括压缩储氢、液态储氢等。燃料电池发电:利用氢气作为燃料,通过燃料电池进行发电。这种方法不仅可以实现氢气的回收和利用,还可以产生电力和热能。氢气回收装置:通过氢气回收装置将排放的氢气回收利用,常见的氢气回收装置包括氢气回收膜技术、吸附法、压缩吸附法等。总的来说,加氢装置排放氢气的回收与利用是一种重要的节能减排方式,可以降低加氢系统的能耗和成本,促进可持续发展。随着氢能源技术的发展和应用,氢气回收利用技术也将...