煤制氣裝置:煤制氫裝置的生產(chǎn)過程為通過將煤漿和純氫,經(jīng)氣化、凈化單元后生成純度達到、酸性氣。從目前已投產(chǎn)的煤氣化裝置運行情況來看,氣流床氣化技術(shù)的工業(yè)化發(fā)展速度快,其中以濕法進料氣化技術(shù)更為成熟。氫氣市場應(yīng)用領(lǐng)域廣闊,應(yīng)用于化工、冶金、電力、電子等行業(yè),用作保護氣體、還原氣體、原料氣體電池燃料。其次,氫的熱值高,反應(yīng)速度快,獲得途徑多,儲存形式多樣。由于其經(jīng)濟性、機動性、環(huán)境友好性,因此擴大氫生產(chǎn)資源、開發(fā)新的制氫工藝以及改進現(xiàn)有制氫工藝,受到人們的普遍關(guān)注。制氫的原料包括:煤炭、水、烴類、氨氣、硫化氫、有機廢水、醇類。煤炭制氫成本低且可大規(guī)模制氫,但制氫工藝流程較長,操作環(huán)境差。以水為原料制氫方法包括:太陽能高溫電解水工藝、核熱高溫電解水工藝、電流循環(huán)制氫工藝、光催化分解水技術(shù)。分解硫化氫、氨氣制氫方法主要包括:高溫熱解法、光催化法和等離子化學離解法。天然氣制氫設(shè)備能根據(jù)需求靈活調(diào)控氫氣產(chǎn)量。上海加工天然氣制氫設(shè)備
陰離子交換膜電解水技術(shù)(AEM):能夠生產(chǎn)低成本的氫氣,需突破關(guān)鍵材料技術(shù)限制。電解槽結(jié)構(gòu)類似于PEM電解槽,主要由陰離子交換膜、過渡金屬催化電極極板、氣體擴散層和墊片等組成,常使用純水或低濃度堿溶液作為電解質(zhì)。陰離子交換膜可以傳導氫氧根離子,并阻隔氣體和電子直接在電極間傳遞。AEM電解水技術(shù)工作原理為,水從陽極過陰離子交換膜到陰極,接受電子產(chǎn)生氫氣和氫氧根離子,氫氧根離子穿過陰離子交換膜到陽極,釋放電子生成氧氣。氫氧根穿過陰離子交換膜回到陽極并放出電子產(chǎn)生氧氣,氧氣隨后通過氣體擴散層與電解液一起流出。AEM電解水技術(shù)使用廉價的非貴金屬催化劑和碳氫膜,具有成本低、電流密度較大等,并且可以與可再生能源耦合。目前AEM技術(shù)還處于研發(fā)階段,發(fā)展程度將取決于催化劑、聚合物膜、膜電極等關(guān)鍵材料技術(shù)的突破情況。北京定制天然氣制氫設(shè)備水蒸氣重整制氫由于設(shè)備投資低,產(chǎn)氫率較高,是工業(yè)上應(yīng)用多的天然氣制氫技術(shù)。
氫氣在石油煉化、化工及精細化工、金屬冶煉、電子工業(yè)、半導體、浮法玻璃等超過17個行業(yè)中使用,應(yīng)用領(lǐng)域多,其中大部分的氫氣在生產(chǎn)中都是以公輔工程的角色出現(xiàn),隨制隨用、中間存儲量不大、負荷任意調(diào)節(jié),在工業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)形成自己的體系。同時氫氣熱值高,且清潔無碳排放即氫氣與氧氣反應(yīng)生成水、水電解又可以生產(chǎn)氫氣和氧氣。因此氫能作為、清潔的二次能源,優(yōu)勢突出,越來越收到重視。近年來,質(zhì)子交換膜燃料電池得到了的發(fā)展,硫化物、CO與催化劑鉑的吸附性比氫更強,優(yōu)先于氫氣占據(jù)催化劑表面的活性位點且不易脫除,造成催化劑中毒,使燃料電池的壽命和性能大幅度降低。除了要求氫氣的純度達到99.97%外,對CO、硫化物等雜質(zhì)要求苛刻。
在制氫設(shè)備中,氫氣的純化可以通過物理或化學的方法來實現(xiàn),常見的氫氣純化技術(shù)有變壓吸附提純、膜分離提純、低溫分離提純、化學提純、金屬氫化法、氫化脫氫法等。需要注意的是,不同的制氫設(shè)備可能采用不同的純化方法,具體選擇取決于設(shè)備規(guī)模、原料氣成分、純化要求等因素。1,變壓吸附(PSA)是通過吸附劑在 下吸附氫氣中的雜質(zhì),然后在低壓下解吸的提純方法,適用于大規(guī)模制氫設(shè)備。2,膜分離作為一種常用的提純技術(shù),包括鈀膜擴散法和有機中空纖維膜擴散法,是利用特殊的膜材料,通過選擇性滲透的原理,將氫氣與其他氣體分離,適用于中小規(guī)模制氫設(shè)備。3,低溫分離提純則是基于氫與其他氣體沸點差異大的原理,由于氫氣在低溫下會產(chǎn)生冷凝液化現(xiàn)象,而其他雜質(zhì)氣體則仍保持氣態(tài),從而實現(xiàn)氫氣的純化。這種方法需要消耗大量的能量,因此成本較高。4,化學提純是指通過化學反應(yīng)將氫氣中的雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì),從而實現(xiàn)氫氣的純化。天然氣制氫設(shè)備的生產(chǎn)過程中,需要注意對催化劑的選擇和使用。
對于氫能源來說,具有如下幾個特點:01、密度按照元素周期表排列,氫元素排在位;對于重量來說,氫在在所有元素中輕;在正常標準狀態(tài)下,氫的密度為0.0899克/升。02、形態(tài)氫的存在形態(tài)比較靈活,可以是氣態(tài)或液態(tài),也可可以以固態(tài)的氫化物存在。由于氫形態(tài)靈活,因此便于貯運方式和使用環(huán)境的各種需要。在一般常態(tài)下,氫以氣態(tài)存在。當溫度為達到-252.7°C時,氫可以成為液體。若將壓力增大到數(shù)百個大氣壓時,氫也可以變成固體。03、導熱性對于導熱性來說,氫在所有氣體中導熱性,比大多數(shù)氣體的導熱系數(shù)高出10倍,是很好的傳熱載體。04、分布在自然界,氫是普遍的元素。氫除了在空氣中存在外,主要以化合物形態(tài)貯存于水中,而水是地球上的物質(zhì),因此氫資源十分豐富。氫能作為各個能源之間的橋梁,正迎來重大發(fā)展機遇。.上海加工天然氣制氫設(shè)備
天然氣制氫設(shè)備的優(yōu)點在于其成本低、穩(wěn)定性高、操作簡便。上海加工天然氣制氫設(shè)備
氫元素并不等于氫能源。從人類利用氫能的廣義角度來看,太陽質(zhì)量的72%是氫,它幾十億年來通過持續(xù)不斷的熱核聚變,把氫中的能量轉(zhuǎn)換成光能,源源不斷地送達地球,驅(qū)動地球上的物質(zhì)循環(huán)與能量循環(huán),孕育了地球上的生命。而我們?nèi)粘Ia(chǎn)生活中用到的氫能,主要是氫和氧進行化學反應(yīng)釋放出的化學能。數(shù)百年來,人類從未停止對低能耗、低成本氫能制取技術(shù)的探索。因為地球上的氫元素只占地球總質(zhì)量的,其中氫單質(zhì),也就是氫分子的賦存更是極其稀少,所以人類無法像勘探開采石油和煤炭那樣輕易找到“氫礦”,而要通過科技手段來制取氫氣。19世紀后,氫燃料動力火箭把人類帶入瑰麗的太空,氫燃料電池技術(shù)的出現(xiàn)則讓“氫—電”直接轉(zhuǎn)換成為可能??茖W家仍在努力將地球上的太陽能、風能、海洋能等可再生能源,再度轉(zhuǎn)化為氫這一清潔、高密度的能源形式。上海加工天然氣制氫設(shè)備