天然氣制氫是當前相當有規模化應用前景的制氫技術之一,其**原理是通過重整反應將甲烷(CH?)轉化為氫氣(H?)和一氧化碳(CO),再通過后續工藝提純氫氣。主流工藝包括蒸汽重整(SMR)、部分氧化(POX)和自熱重整(ATR)。其中,蒸汽重整技術成熟度比較高,占據全球90%以上的天然氣制氫產能。該過程的**反應為:CH?+H?O→CO+3H?(重整反應)CO+H?O→CO?+H?(水煤氣變換反應)典型設備系統由預處理單元、重整裝置、換熱網絡、壓力擺動吸附(PSA)單元及尾氣處理系統構成。預處理單元通過脫硫、脫氯等工藝保護下游催化劑;重整裝置在700-900℃高溫下運行,采用鎳基催化劑促進甲烷轉化;PSA單元通過周期性吸附/解吸循環,將氫氣純度提升至。技術創新方面,托普索公司的SynCOR甲烷三重整工藝通過集成CO?循環,將能效提升至85%;西門子能源開發的Silyzer技術,采用微通道反應器實現體積縮小50%。精密的天然氣制氫設備確保氫氣純度達標。遼寧催化燃燒天然氣制氫設備
氫氣作為一種無色無味的氣體,能夠通過多種方式生產,根據生產過程中使用的能源和產生的環境影響可分為不同種類。綠氫是的氫能源,通過電解可再生能源來生產。由于能源來自可再生來源,綠氫被認為是應對氣候變化的重要能源。當供電解用的能源來自于像風,水或太陽能這樣的可再生能源時,就是綠氫。紅氫與綠氫類似,也是通過電解生產的,但能源來自核電站。雖然會產生放射性廢物,但這些廢物可被回收,使得紅氫具有綠色屬性。黃氫的生產同樣通過電解,但其能源來自公共電網。然而,如果電網主要依賴化石燃料,黃氫的環境影響將受到限制。綠氫,是通過風能或太陽能等可再生清潔能源發電,再利用這些清潔電能,以電解水方式制取氨氣。資質天然氣制氫設備設計天然氣制氫是以天然氣做原料生產氫氣。
隨著工業互聯網和人工智能技術的發展,制氫設備正朝著智能化方向升級。智能化制氫設備通過傳感器實時采集設備運行數據,如溫度、壓力、流量等,利用大數據分析和人工智能算法,對設備的運行狀態進行實時監測和預測性維護。某制氫工廠引入智能化管理系統,實現了對制氫設備的遠程監控和自動化控制。當設備出現異常時,系統能夠及時發出預警,并提供故障診斷和解決方案,**提高了設備的運行穩定性和維護效率。智能化升級不僅降低了人工成本,還提升了制氫設備的安全性和可靠性,為制氫產業的高質量發展注入新動力。
為提高制氫系統的整體性能,制氫設備的集成化設計成為趨勢。集成化制氫設備將制氫、提純、儲存等功能模塊整合在一起,實現了制氫系統的小型化和模塊化。例如,將水電解制氫裝置與壓縮儲氫裝置集成,可直接產出高壓氫氣,減少了中間環節的能耗和成本。某分布式能源項目采用集成化制氫設備,占地面積小,安裝調試方便,能夠快速滿足用戶的用氫需求。集成化設計不僅提高了制氫系統的緊湊性和靈活性,還降低了系統的建設和運營成本,為制氫技術在更多領域的應用開辟了新道路。天然氣制氫設備應用場景。
天然氣制氫裝置由四大**模塊構成:原料處理系統、重整反應系統、熱量回收網絡和氣體分離系統。原料處理單元配置多級過濾器和脫硫反應器,采用氧化鋅(ZnO)或鈷鉬(Co-Mo)催化劑,將硫含量降至。重整反應器設計需平衡溫度分布與催化劑壽命。管式反應器采用10-12Cr合金鋼,內壁涂覆Al?O?隔離層防止碳沉積。段爐管排列采用三角形或六邊形布局,確保表面熱通量均勻。反應產物通過雙管程換熱器回收熱量,預熱原料天然氣至600℃,實現系統能效提升15-20%。PSA單元由8-12組吸附塔組成,循環周期約60秒,采用雙層鋰基分子篩(Li-LSX)選擇性吸附CO?、CH?等雜質。新型循環PSA系統通過優化閥門時序,使氫氣回收率提高至95%以上。尾氣處理模塊集成選擇性催化還原(SCR)裝置,將NOx排放在50mg/Nm3以下。系統集成方面,GE開發的AdvantagedReformer采用緊湊式板式換熱器,減少占地30%;林德公司的H2Ready模塊化方案支持5-50MW靈活配置,部署周期縮短40%。現代化天然氣制氫設備保障氫氣生產的連續性。河北自熱式天然氣制氫設備
天然氣絕熱轉化制氫工藝流程簡單、操作方便。遼寧催化燃燒天然氣制氫設備
焦爐煤氣副產氫焦爐煤氣是焦炭生產過程中的副產品,通常生產1t焦炭可副產380-420m3的焦爐氣,焦爐煤氣的組成見下表,氫氣體積分數約為54-59%。變壓吸附(PSA)氫氣回收率為75-90%。根據2019年***焦炭產量,2019年焦爐煤氣副產的氫氣產量約為880萬噸,占氫氣總產量的38%。焦爐煤氣副產的氫氣約55%將繼續被焦化廠或鋼廠自用,45%對外銷售。焦爐煤氣制氫技術成本較低,如果考慮焦爐煤氣外購成本,焦爐煤氣制氫工藝成本為。如果不考慮焦爐煤氣外購成本,則氫氣產品的平均成本為。原材料焦爐煤氣的成本占總成本的80%,焦爐煤氣價格越氫成本優勢越明顯。如果從煤焦化過程開始分析制氫成本,苯、煤焦油、焦炭和氫四種產品進行成本分攤,氫氣產品在總產出中的價值占比為,制氫成本為。焦爐煤氣制氫既能實現的資源回收利用,又能彌補能源供應缺口,有助于形成良好的循環經濟產業鏈。 遼寧催化燃燒天然氣制氫設備