一家專注于能源技術研發(fā)的創(chuàng)新企業(yè)成功開發(fā)出一種新型天然氣制氫工藝,在降低碳排放方面取得重大突破。該工藝通過改進反應流程,結合先進的碳捕獲與轉(zhuǎn)化技術,可將天然氣制氫過程中的二氧化碳排放量減少 50% 以上。新技術在反應中引入特殊的金屬氧化物催化劑,促進天然氣的重整反應,并利用電化學手段將產(chǎn)生的二氧化碳直接轉(zhuǎn)化為有價值的化學品,如甲醇、甲酸等。這一過程不僅減少了溫室氣體排放,還通過化學品銷售創(chuàng)造了額外收入。企業(yè)負責人透露,該技術已在中試裝置上穩(wěn)定運行超過 1000 小時,目前正在與多家能源企業(yè)洽談合作,推動其大規(guī)模商業(yè)化應用。業(yè)內(nèi)**認為,這項技術有望**天然氣制氫行業(yè)向綠色低碳方向轉(zhuǎn)型。小型天然氣制氫裝置可靈活部署于加氫站周邊,實現(xiàn) “制氫 - 加氫” 一體化運營。湖北大型天然氣制氫設備
能源消耗成本:電力消耗:在天然氣制氫過程中,需要消耗電力來驅(qū)動設備運行,如壓縮機、泵等。因此,地區(qū)電價政策對制氫成本影響較大,電價上漲會使制氫運營成本增加16。燃料氣消耗:在制氫工藝過程中,需要消耗一部分天然氣作為燃料,為反應提供所需的熱量。燃料氣的消耗與制氫工藝的效率密切相關,工藝不夠先進會導致燃料氣消耗量大,增加成本4。生產(chǎn)規(guī)模:一般來說,生產(chǎn)規(guī)模越大,單位氫氣的成本越低。大型制氫項目可以更好地實現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟,通過批量采購原料、優(yōu)化設備運行等方式降低成本。而小型制氫項目由于生產(chǎn)規(guī)模小,單位氫氣的成本相對較高.廣西哪些天然氣制氫設備新一代天然氣制氫設備通過優(yōu)化催化劑裝填方式和反應參數(shù),將氫氣純度提升至 99.99% 以上。
工藝流程與關鍵設備技術典型SMR裝置包含原料預處理、重整反應、變換調(diào)整及氣體提純四大模塊。原料天然氣需經(jīng)脫硫(ZnO吸附劑,硫含量<)、脫氯(活性炭床層)及預熱(至500℃)后進入重整爐。重整反應器采用頂部燃燒-徑向流動結構,內(nèi)置多層鎳基催化劑床層,熱效率達92%。產(chǎn)物氣經(jīng)兩級廢熱鍋爐回收熱量,生成中壓蒸汽()驅(qū)動汽輪機發(fā)電,能量回收率超40%。變換單元采用高-中溫串聯(lián)工藝,鐵鉻催化劑(350-450℃)與銅鋅催化劑(200-250℃)組合,使CO濃度從12%降至。氣體提純依賴變壓吸附(PSA),采用13X分子篩在,回收率88%。全球單線比較大裝置規(guī)模達60萬Nm3/h,服務于煉化一體化項目。
技術水平:先進的制氫技術可以提高能源利用效率、降低原料消耗和減少設備投資,從而降**氫成本。例如,新型的轉(zhuǎn)化技術、催化劑的研發(fā)應用等,都可以提高制氫的效率和經(jīng)濟性4。運輸和儲存成本6:氫氣的運輸和儲存需要特定的設備和技術支持。如果制氫工廠與氫氣需求地點之間的距離較遠,運輸成本會增加。此外,氫氣的儲存也需要特殊的容器和設施,這也會增加成本。碳捕集與利用成本(若考慮碳排放因素):天然氣制氫會產(chǎn)生二氧化碳,若要對二氧化碳進行捕集、封存或利用,會增加額外的成本。但在一些地區(qū),碳交易市場的存在可能會為企業(yè)帶來一定的收益,部分抵消碳捕集的成本6。人工成本:制氫工廠的運營需要的技術人員和操作人員,人工成本也是制氫成本的一部分。不同地區(qū)的人工工資水平不同。 熱裂解法熱裂解法是將天然氣在高溫下分解為氫氣和碳,常用反應溫度在800度至1000度之間。
天然氣蒸汽重整制氫設備是當前工業(yè)領域大規(guī)模制取氫氣的主流裝置,其**由原料預處理系統(tǒng)、蒸汽重整反應系統(tǒng)、變換反應系統(tǒng)和氫氣提純系統(tǒng)四大部分構成。在原料預處理階段,天然氣需先通過脫硫塔,利用氧化鋅、活性炭等脫硫劑脫除其中的硫化氫等含硫雜質(zhì),避免后續(xù)催化劑中毒。經(jīng)預處理后的天然氣與水蒸氣按一定比例混合,進入蒸汽重整反應系統(tǒng)。該系統(tǒng)中的設備為轉(zhuǎn)化爐,轉(zhuǎn)化爐內(nèi)設有多根反應管,管內(nèi)裝填鎳基催化劑,外部通過天然氣或其他燃料供熱,使反應溫度維持在800℃-1000℃,在此高溫下,天然氣中的甲烷與水蒸氣發(fā)生重整反應生成氫氣和一氧化碳。反應后的粗合成氣進入變換反應系統(tǒng),在鐵-鉻系或銅-鋅系催化劑作用下,一氧化碳與水蒸氣發(fā)生變換反應,進一步生成氫氣和二氧化碳,提高氫氣產(chǎn)率。通過變壓吸附(PSA)裝置或膜分離設備對混合氣進行提純,去除二氧化碳、一氧化碳、甲烷等雜質(zhì),獲取純度高達的氫氣。這類設備的優(yōu)勢在于產(chǎn)能大,單套裝置日產(chǎn)氫氣可達數(shù)千立方米,但能耗較高且碳排放量大,通常需要配套碳捕集裝置以降低環(huán)境影響,適用于對氫氣需求量巨大的化工、煉油等行業(yè)。 天然氣制氫項目的經(jīng)濟性取決于原料成本、裝置規(guī)模及碳價三重因素。吉林節(jié)能天然氣制氫設備
催化劑的活性組分分散度和載體性能會直接影響天然氣制氫的反應效率,高性能催化劑可減少副反應發(fā)生。湖北大型天然氣制氫設備
然氣蒸汽重整制氫,是當前大規(guī)模制取氫氣**為常用的方法。其基本原理基于甲烷與水蒸氣在高溫、催化劑作用下發(fā)生重整反應,生成氫氣和一氧化碳,化學方程式為CH?+H?O?CO+3H?。由于該反應為強吸熱反應,需在800℃-1000℃的高溫環(huán)境下進行,同時還需鎳基催化劑以降低反應活化能,加速反應進程。反應過程中,首先將天然氣進行脫硫處理,防止硫雜質(zhì)致使催化劑中毒。隨后,脫硫后的天然氣與水蒸氣混合,進入轉(zhuǎn)化爐段進行重整反應。生成的粗合成氣包含氫氣、一氧化碳、二氧化碳以及未反應的甲烷和水蒸氣,經(jīng)變換反應,將一氧化碳進一步轉(zhuǎn)化為氫氣和二氧化碳,提高氫氣產(chǎn)率。**后,通過變壓吸附或膜分離技術,對混合氣進行提純,獲取高純度氫氣。盡管該工藝技術成熟,氫氣產(chǎn)量大,但存在能耗高、碳排放量大的問題,未來需在節(jié)能降碳技術研發(fā)上持續(xù)發(fā)力。 湖北大型天然氣制氫設備