天然氣水蒸氣重整在合成氨工業(yè)中應(yīng)用十分,但在加氫站規(guī)模,天然氣水蒸氣重整和變壓吸附(PSA)分離凈化氫氣的整套裝置投資以及制氫成本都會(huì)大幅度增加。天然氣的自熱重整,部分氧化重整的共同特點(diǎn)是系統(tǒng)中需要有制純氫的設(shè)備,并且產(chǎn)品氣是CO、CO2和H2的混合氣,仍需經(jīng)過(guò)變換反應(yīng)和氫氣的分離過(guò)程。因此,現(xiàn)有的天然氣水蒸氣重整制氫和常規(guī)的深冷分離或變壓吸附分離凈化氫技術(shù),不是很適于加氫站對(duì)小規(guī)模制氫裝置的需求,研究開(kāi)發(fā)制氫新工藝,縮短流程,簡(jiǎn)化操作單元,可以減少小規(guī)模現(xiàn)場(chǎng)制氫裝置投資和制氫成本。近年來(lái),隨著氫能源的發(fā)展,天然氣制氫設(shè)備逐漸成為了研究的熱點(diǎn),其具有的高效、低成本等優(yōu)勢(shì)備受關(guān)注。北京資質(zhì)天然氣制氫設(shè)備
天然氣制氫由天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化制轉(zhuǎn)化氣和變壓吸附(PSA)提純氫氣(H2)兩部分組成,壓縮并脫硫后天然氣與水蒸汽混合后,在鎳催化劑的作用下于750~850℃將天然氣物質(zhì)轉(zhuǎn)化為氫氣(H2)、一氧化碳(CO)和二氧化碳(CO2)的轉(zhuǎn)化氣,轉(zhuǎn)化氣可以通過(guò)變換將一氧化碳(CO)變換為氫氣(H2),成為變換氣,然后,轉(zhuǎn)化氣或者變換氣通過(guò)變壓吸附(PSA)過(guò)程,得到高純度的氫氣(H2)。反應(yīng)原理:天然氣的主要加工過(guò)程包括常減壓蒸餾、催化裂化、催化重整和芳烴生產(chǎn)。同時(shí),包括天然氣開(kāi)采、集輸和凈化。在一定的壓力和一定的高溫及催化劑作用下,天然氣中烷烴和水蒸氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。其化學(xué)反應(yīng)式為:CH4+H2O→3H2+CO-QCO+H2O→H2+CO2+Q浙江小型天然氣制氫設(shè)備天然氣制氫設(shè)備的生產(chǎn)和使用還需要加強(qiáng)國(guó)際合作和交流,推動(dòng)氫能源的全球化發(fā)展。
氫氣是合成氨、甲醇、煉油化工及其他相關(guān)行業(yè)的重要原料,隨著作為二次能源載體的氫能產(chǎn)業(yè)的逐漸成熟,氫能成為當(dāng)前有前景的清潔能源之一,尤其氫燃料電池汽車(chē)開(kāi)始規(guī)?;l(fā)展,市場(chǎng)對(duì)氫氣的需求量將呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)趨勢(shì)。煤制氫低成本,但環(huán)境不友好。隨著天然氣產(chǎn)供儲(chǔ)銷(xiāo)產(chǎn)業(yè)鏈的完善、天然氣開(kāi)采技術(shù)的進(jìn)步、儲(chǔ)量巨大的頁(yè)巖氣等非常規(guī)天然氣開(kāi)發(fā)成本的不斷降低,天然氣制氫的技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)越來(lái)越明顯,該技術(shù)成為主要的制氫路線,從而將加快推進(jìn)我國(guó)氫經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
天然氣作為一種潔凈的工業(yè)能源,在我國(guó)的能源發(fā)展中具有重要的作用和地位,它不僅可以當(dāng)做燃料使用,同時(shí)還是一些化工廠產(chǎn)品的基本原料。其中,將天然氣用作制氫時(shí),整個(gè)工藝的成本較低,能夠應(yīng)用于氫氣的生產(chǎn)當(dāng)中。 隨著能源消耗地加劇,尋找新的能源已經(jīng)成為當(dāng)前的一個(gè)重要任務(wù)。氫作為現(xiàn)今有發(fā)展?jié)摿Φ囊环N能源,幾乎不產(chǎn)生污染,轉(zhuǎn)化效率高。利用天然氣制取氫氣,可以在一定程度上緩解我國(guó)能源危機(jī),進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)能源利用結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變。本文將重點(diǎn)就天然氣制氫的原理、天然氣制氫工藝和技術(shù)、天然氣制氫技術(shù)的分類(lèi)天然氣制氫的成本核算等幾個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)的研究和探討。天然氣制氫設(shè)備的應(yīng)用領(lǐng)域廣,可以用于氫能源的生產(chǎn)、儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)确矫?,可以用于工業(yè)生產(chǎn)中的氫氣需求。
天然氣制氫是以天然氣做原料生產(chǎn)氫氣。根據(jù)天然氣參加反應(yīng)的不同,可以分為傳統(tǒng)水蒸氣重整制氫,部分氧化反應(yīng)制氫,自熱重整制氫三種制氫工藝。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)。綠色發(fā)展越來(lái)越成為全球共同的發(fā)展理念。我國(guó)天然氣制氫位于煤制氫后列第二。我國(guó)天然氣制氫始于20世紀(jì)70年代,主要為合成氨提供氫氣。隨著催化劑品質(zhì)的提高、工藝流程的改進(jìn)、控制水平的提高、設(shè)備形式和結(jié)構(gòu)的優(yōu)化,天然氣制氫工藝的可靠性和安全性都得到了保證。其不足之處是原料利用率低,工藝復(fù)雜,操作條件苛刻,并且對(duì)設(shè)計(jì)制造、控制水平和對(duì)操作人員的理論水平及操作技能均要求高。天然氣制氫設(shè)備的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是其低成本,相比其他氫氣生產(chǎn)方式,其生產(chǎn)成本較低,可以降低氫能源的價(jià)格。重慶哪些天然氣制氫設(shè)備
制氫設(shè)備的生產(chǎn)成本受到多種因素的影響,如原料價(jià)格、設(shè)備投資、運(yùn)營(yíng)成本等。北京資質(zhì)天然氣制氫設(shè)備
蒸氣轉(zhuǎn)化是在催化劑存在及高溫條件下,使甲烷與水蒸氣反應(yīng),生成H,、CO等混和氣,該反應(yīng)是強(qiáng)吸熱的,需要外界供熱。蒸氣轉(zhuǎn)化工序的關(guān)鍵設(shè)備是主轉(zhuǎn)化爐。原料在進(jìn)人主轉(zhuǎn)化爐之前需要在預(yù)轉(zhuǎn)化爐中進(jìn)行預(yù)轉(zhuǎn)化。預(yù)轉(zhuǎn)化可將天然氣中的重碳?xì)浠衔锶哭D(zhuǎn)化為甲烷和CO,從而可降低主轉(zhuǎn)化爐結(jié)焦的可能性。同時(shí)可將原料氣中殘余的硫全部除去,使轉(zhuǎn)化爐催化劑不會(huì)發(fā)生硫中毒,延長(zhǎng)催化劑的使用壽命。CO變化是使來(lái)自蒸氣轉(zhuǎn)化單元的混和氣體在裝有催化劑的變換爐中進(jìn)行水煤氣反應(yīng),CO進(jìn)一步與水蒸氣反應(yīng),大部分CO轉(zhuǎn)化為CO和H,。其工藝一般按照變換溫度可分為高溫變換和中溫變換。變換后的氣體經(jīng)冷卻后,分離工藝?yán)淠汉螅瑲怏w送氫氣提純工藝。氫氣提純的方法包括冷凝-低溫吸附法,低溫吸收-吸附法,變壓吸附法(PSA),把膜擴(kuò)散法等。目前氫氣提純普遍使用的方法是變壓吸附法,PSA技術(shù)具有能耗低,產(chǎn)品純度高,工藝流程簡(jiǎn)單等。吸附塔內(nèi)的吸附劑吸附除氫氣以外的其它雜質(zhì)而使氫氣得以?xún)艋瑑艋蟮臍錃饧兌瓤蛇_(dá)到99.9%-99.99%。北京資質(zhì)天然氣制氫設(shè)備