甲醇部分氧化制氫甲醇部分氧化制氫是放熱反應,可對外提供熱量,其主要副產(chǎn)物為CO2,可降低CO含量。在以氧氣作為氧化劑時,所產(chǎn)生的氫氣濃度可達66%;但在以空氣為氧化劑時,氫氣濃度為41%。甲醇部分氧化與甲醇水蒸氣重整反應相比,有以下優(yōu)點:反應是放熱反應,在接近230℃時,反應速度快,當用氧氣代替水蒸氣做氧化劑,效率更高。但用空氣做氧化劑時,會帶入氮氣降低氫含量,為后續(xù)分離提出帶來困難。潘相敏等[5]制備CuZnAlZr整體式催化劑,并考察了水醇比、氧醇比和液體空速等條件對該催化劑上甲醇氧化重整制氫反應的影響,實驗得到***反應條件為水醇摩爾比1,氧醇摩爾比0.22,液體空速0.96h-1。亓愛篤等[8]在Cr-Zn氧化物催化劑上考察了各種工藝條件對甲醇氧化重整制氫過程的影響。通過正交試驗對甲醇的轉化率、氫氣的選擇率、氫產(chǎn)率和產(chǎn)物中CO、CO2的濃度影響程度為反應溫度>氧醇比>水醇比。變壓吸附提氫吸附劑可以在不同壓力下實現(xiàn)氫氣的連續(xù)吸附和解吸。云南耐高溫變壓吸附提氫吸附劑
甲醇制氫可以用于硅鋼生產(chǎn)線嗎,它的優(yōu)劣勢?跟氨分解比起來,那種制氫方式更合適?甲醇制氫技術非常成熟,由于甲醇制氫的不斷發(fā)展與氨分解的多項弊端展露如下:1.氨分解反應溫度高,故反應器需要耐高溫。又由于在氨分解反應區(qū)內同時存在著氨、氮、氫等氣體,對反應器和換熱器的材質要求較高。也使得所需的熱量均需采用電加熱方式。氨分解制氫電耗十分高,制氫成本也十分高昂。液氨的貯存、運輸必須采用30KG以上的壓力容器。液氨有毒性,甲醇制氫在鋼鐵行業(yè)的新前景,甲醇制氫較于氨分解制氫優(yōu)勢有三:制氫采用節(jié)能型工藝,制氫成本低;2.氫氣屬于清潔能源安全環(huán)保無毒。3.甲醇運輸只需常壓,甲醇制氫在鋼鐵行業(yè)的影響也日益增大。中國武鋼硅鋼廠、宅鋼冷軋廠、晶龍集團、青拓集團等都是國內硅鋼行業(yè)的。云南耐高溫變壓吸附提氫吸附劑變壓吸附提氫技術在不斷進步和完善,未來有望實現(xiàn)更加高效、環(huán)保的氫氣提取,為社會的可持續(xù)發(fā)展做出貢獻。
在變壓吸附氣體分離裝置常用的幾種吸附劑中,活性氧化鋁類屬于對水有強親和力的固體,一般采用三水合鋁或三水鋁礦的熱脫水或熱活化法制備,主要用于氣體的干燥。硅膠類吸附劑屬于一種合成的無定形二氧化硅,它是膠態(tài)二氧化硅球形粒子的剛性連續(xù)網(wǎng)絡,一般是由硅酸鈉溶液和無機酸混合來制備的,硅膠不僅對水有極強的親和力,而且對烴類和CO,等組分也有較強的吸附能力。活性炭類吸附劑的特點是:其表面所具有的氧化物基團和無機物雜質使表面性質表現(xiàn)為弱極性或無極性,加上活性炭所具有的特別大的內表面積,使得活性炭成為一種能大量吸附多種弱極性和非極性有機分子的廣譜耐水型吸附劑。沸石分子篩類吸附劑是一種含堿土元素的結晶態(tài)偏硅鋁酸鹽,屬于強極性吸附劑,有著非常一致的孔徑結構和極強的吸附選擇性,對CO、CH4、N2、Ar、02等均具有較高的吸附能力。
目前氫氣的生產(chǎn)主要來自于天然氣制氫或者煤制氫,生產(chǎn)過程中會有二氧化碳產(chǎn)生,屬于“灰氫”,而目前業(yè)界公認的發(fā)展方向是“綠氫”,即氫氣生產(chǎn)過程中沒有二氧化碳產(chǎn)生。當下綠氫主要的生產(chǎn)方式是電解水,通過電能提供能量,將水分子在電極上分解為氫氣和氧氣。電解水的主要生產(chǎn)設備是電解槽,按照電解質不同,可將電解槽分為3類,即堿性電解槽(AWE)、質子交換膜電解槽(PEM)、固體氧化物電解槽(SOEC)。目前堿性電解槽和質子交換膜電解槽已經(jīng)工業(yè)化,而固體氧化物電解槽尚處于實驗室階段,還未商業(yè)化,所以無法對其制氫成本進行分析,下面主要對前兩種電解槽的制氫成本進行量化分析。變壓吸附提氫吸附劑可以通過改變吸附劑的孔隙結構來調節(jié)氫氣的吸附性能。
天然氣制氫的工藝流程由原料氣處理、蒸汽轉化、CO變換和氫氣提純四大單元組成。原料氣處理單元主要是天然氣的脫硫。原料氣的處理量較大,因此在壓縮原料氣時,選擇較大的離心式壓縮機。水蒸氣為氧化劑,在鎳催化劑的作用下將烴類物質轉化,得到制取氫氣的轉化氣。轉化爐的型式、結構各有特點,上、下集氣管的結構和熱補償方式以及轉化管的固定方式也不同。雖然對流段換熱器設置不同,在蒸汽轉化單元都采用了高溫轉化和相對較低水碳比的工藝操作參數(shù)設置有利于轉化深度的提高,從而節(jié)約原料消耗。轉化爐送來的原料氣,含一定量的CO,變換的作用是使CO在催化劑存在的條件下,與水蒸汽反應。按照變換溫度分,變換工藝可分為高溫變換和中溫變換。近年來,由于注重對資源的節(jié)約,在變換單元的工藝設置上,開始采用CO高溫變換加低溫變換的兩段變換工藝設置,以近一步降低原料的消耗。這種吸附劑可以通過改變吸附溫度來調節(jié)氫氣的吸附量。云南耐高溫變壓吸附提氫吸附劑
變壓吸附提氫技術的應用范圍正在不斷擴大,不僅用于工業(yè)生產(chǎn),還應用于環(huán)保、醫(yī)療等領域。云南耐高溫變壓吸附提氫吸附劑
關于天然氫地下形成機理目前有多種解釋,其中大多符合可持續(xù)、可再生的特點。目前國內外對地質氫的系統(tǒng)研究尚處于起步階段,現(xiàn)有研究觀測到的天然氫形成和發(fā)現(xiàn)的地質環(huán)境多樣,因此天然氫可能是多種成因機制下的產(chǎn)物。其中,大致可分為“深層釋放”、地質化學生成、生物生成三大類成因解釋。“深層釋放”類理論認為地球的地核、地幔中存在極為豐富的氫,隨著地質運動會逐漸釋放到地表,即因為資源近似無限而近似可再生。地質化學生成、生物生成類理論認為巖石破裂產(chǎn)氣、巖石與流體的氧化作用、水的裂解、有機生物與非生物分解等地下化學反應有可能產(chǎn)生氫氣,也可以歸進可再生一類。云南耐高溫變壓吸附提氫吸附劑