化石能源制氫是一種利用石油、天然氣等化石燃料作為原料制取氫氣的方法,具有一定的優(yōu)勢。
相較于其他制氫方式,化石能源制氫的工藝相對成熟,技術(shù)經(jīng)驗(yàn)豐富,生產(chǎn)效率高,生產(chǎn)成本較低。其次,化石能源制氫所需原料,即化石燃料在全球范圍內(nèi)比較廣和易于開采,且價(jià)格相對穩(wěn)定。此外,制氫過程中產(chǎn)生的二氧化碳等廢氣可以通過相關(guān)技術(shù)進(jìn)行回收和利用,降低對環(huán)境的影響。
化石能源制氫生產(chǎn)出來的氫氣質(zhì)量較高,穩(wěn)定性好,適用范圍廣,可以應(yīng)用于燃料電池汽車、航空航天、工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域。 變壓吸附提氫吸附劑可以通過改變吸附劑的化學(xué)組成來調(diào)節(jié)氫氣的吸附性能。江蘇大型變壓吸附提氫吸附劑
變壓吸附是一種新型氣體吸附分離技術(shù),它有如下特點(diǎn)(1)產(chǎn)品純度高。(2)一般可在室溫和不高的壓力下工作,床層再生時不用加熱,節(jié)能經(jīng)濟(jì)。(3)設(shè)備簡單,操作、維護(hù)簡便。(4)連續(xù)循環(huán)操作,可完全達(dá)到自動化。因此,當(dāng)這種新技術(shù)問世后,就受到各國工業(yè)界的關(guān)注,競相開發(fā)和研究,發(fā)展迅速,并日益成熟。任何一種吸附對于同一被吸附氣體(吸附質(zhì)》來說,在吸附平衡情況下,溫度越低,壓力越高,吸附量越大。因此,氣體的吸附分離方法,通常采用變溫吸附或變壓吸附兩種循環(huán)過程。如果壓力不變,在常溫或低溫的情況下吸附,用高溫解吸的方法,稱為變溫吸附《簡稱TSA)。變壓吸附技術(shù)是以吸附劑(多孔固體物質(zhì))內(nèi)部表面對氣體分子的物理吸附為基礎(chǔ),利用吸附劑在相同壓力下易吸附高沸點(diǎn)組份、不易吸附低沸點(diǎn)組份和高 壓下吸附量增加(吸附組份)低壓下吸附量減小(解吸組份)的特性。將原料氣在壓力下通過吸附劑床層,相對于氫的高沸點(diǎn)雜質(zhì)組份被選擇性吸附,低沸點(diǎn)組份的氫不易吸附而通過吸附劑床層(作為產(chǎn)品輸出),達(dá)到氫和雜質(zhì)組份的分離。然后在減壓下解吸被吸附的雜質(zhì)組份使吸附劑獲得再生,已利于下一次再次進(jìn)行吸附分離雜質(zhì)。 四川智能變壓吸附提氫吸附劑變壓吸附提氫吸附劑是一種高效的氫氣分離技術(shù)。
氫氣純化方法主要分為物理法、化學(xué)法和膜分離法。物理法中的深冷分離法是利用原料氣中不同組分的相對揮發(fā)度的差異來實(shí)現(xiàn)氫氣的分離和提純。與甲烷和其他輕烴相比,氫具有較高的相對揮發(fā)度。隨著溫度的降低,碳?xì)浠衔铩⒍趸肌⒁谎趸?、氮?dú)獾葰怏w先于氫氣凝結(jié)分離出來。深冷分離法的成本高,對不同原料成分處理的靈活性差,有時需要補(bǔ)充制冷,通常適用于含氫量比較低且需要回收分離多種產(chǎn)品的提純處理。金屬鈀膜擴(kuò)散法的原理是基于鈀膜對氫氣有良好的選擇透過性。在300~500℃下,氫吸附在鈀膜上,并電離為質(zhì)子和電子。在濃度梯度的作用下,氫質(zhì)子擴(kuò)散至低氫分壓側(cè),并在鈀膜表面重新耦合為氫分子。由于鈀復(fù)合膜對氫氣有獨(dú)特的透氫選擇性,其幾乎可以去除氫氣外所有雜質(zhì),分離得到的氫氣純度高、回收率高。為防止鈀膜的中毒失效,鈀膜提純技術(shù)對原料氣中的CO、H2O、O2等雜質(zhì)含量要求較高,需預(yù)先脫除。此外,鈀復(fù)合膜的生產(chǎn)成本較高,透氫速度低,無法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化的應(yīng)用。
絕熱轉(zhuǎn)化制氫技術(shù)在當(dāng)前的特點(diǎn)就是其反應(yīng)原料為部分氧化反應(yīng),能夠提高天然氣制氫裝置的能力,可以更好地速度步驟。天然氣轉(zhuǎn)化制氫工藝主要采用的是空氣癢源,設(shè)計(jì)的含有氧分布器的反應(yīng)器可解決催化劑床層熱點(diǎn)問題及能量的合理分配,催化材料的反應(yīng)穩(wěn)定性也因床層熱點(diǎn)降低而得到較大提高,天然氣絕熱轉(zhuǎn)化制氫在加氫站小規(guī)?,F(xiàn)場制氫更能體現(xiàn)其生產(chǎn)能力強(qiáng)的特點(diǎn),并且該新工藝具有流程短和操作單元簡單,通過該工藝能夠降低成本和制氫成本,能夠提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。氫儲能系統(tǒng)主要包括氫氣儲存系統(tǒng)、液氫和氫漿儲存系統(tǒng)及固態(tài)氫儲存系統(tǒng),其中固態(tài)氫儲存系統(tǒng)主要有金屬氫化物儲氫系統(tǒng)、絡(luò)合氫化物儲氫系統(tǒng)、化學(xué)氫化物儲氫系統(tǒng)和物理吸附儲氫系統(tǒng)。三、氫輸送系統(tǒng)氫輸送系統(tǒng)主要包括氫氣輸送系統(tǒng)、液氫和氫漿輸送系統(tǒng)。氫氣輸送系統(tǒng)主要有氫氣長管拖車和氫氣管道系統(tǒng),液氫和氫漿輸送系統(tǒng)主要有槽罐車和低溫絕熱管道系統(tǒng)。變壓吸附提氫吸附劑可以用于氫氣純化和儲存。
我國將近30%碳排放來源于工業(yè)用能(不含電網(wǎng)供電),氫能利用是冶金、化工、煉油等工業(yè)部門進(jìn)行深度脫碳的有效途徑。中國鋼鐵行業(yè)90%以上的產(chǎn)能是采用高爐(BOF)技術(shù)生產(chǎn)的長流程鋼,利用氫氣的高還原性,直接用氫氣代替煤炭作為高爐的還原劑,可減少乃至完全避免鋼鐵生產(chǎn)過程中的二氧化碳排放。化工、煉化行業(yè)中,氫可用作合成氨、合成甲醇的工業(yè)原料,或在石油煉化過程中作為加氫精制、加氫裂化的原料。可再生能源制氫耦合冶金、化工、煉油等工業(yè)用戶,可助力工業(yè)部門實(shí)現(xiàn)深度脫碳不斷研究和開發(fā)新型高效的吸附劑是推動變壓吸附提氫技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。江蘇耐高溫變壓吸附提氫吸附劑
變壓吸附提氫吸附劑可以通過改變吸附劑的晶體結(jié)構(gòu)來調(diào)節(jié)氫氣的吸附性能。江蘇大型變壓吸附提氫吸附劑
隨著氫能作為一種清潔能源的發(fā)展趨勢越來越明顯,制氫的方式也變得多樣化。其中,化石能源制氫成為備受關(guān)注的一種方式。它是通過在高溫下將化石燃料加氫,從而產(chǎn)生氫氣。雖然這種制氫方式有著較高的能量轉(zhuǎn)換效率,但同時也存在著環(huán)境問題,例如,化石燃料的使用會導(dǎo)致大量的二氧化碳排放,這可能會對全球變暖產(chǎn)生更加嚴(yán)重的影響。盡管如此,化石能源制氫具有一定的競爭力。一方面,相比于其他制氫方式,例如電解水制氫和制氫,化石能源制氫能夠比較容易地實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。而且,由于化石燃料比較便宜,因此在制氫成本上也具有一定的優(yōu)勢。此外化石能源制氫技術(shù)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用,現(xiàn)有的燃料加氫站大部分都基于這種制氫方式。江蘇大型變壓吸附提氫吸附劑