天然氣水蒸氣重整在合成氨工業(yè)中應用十分,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大幅度增加。天然氣的自熱重整,部分氧化重整的共同特點是系統(tǒng)中需要有制純氫的設備,并且產品氣是CO、CO2和H2的混合氣,仍需經(jīng)過變換反應和氫氣的分離過程。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,不是很適于加氫站對小規(guī)模制氫裝置的需求,研究開發(fā)制氫新工藝,縮短流程,簡化操作單元,可以減少小規(guī)?,F(xiàn)場制氫裝置投資和制氫成本。近年來,隨著氫能源的發(fā)展,天然氣制氫設備逐漸成為了研究的熱點,其具有的高效、低成本等優(yōu)勢備受關注。北京資質天然氣制氫設備
天然氣制氫由天然氣蒸汽轉化制轉化氣和變壓吸附(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℃將天然氣物質轉化為氫氣(H2)、一氧化碳(CO)和二氧化碳(CO2)的轉化氣,轉化氣可以通過變換將一氧化碳(CO)變換為氫氣(H2),成為變換氣,然后,轉化氣或者變換氣通過變壓吸附(PSA)過程,得到高純度的氫氣(H2)。反應原理:天然氣的主要加工過程包括常減壓蒸餾、催化裂化、催化重整和芳烴生產。同時,包括天然氣開采、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)生化學反應。其化學反應式為:CH4+H2O→3H2+CO-QCO+H2O→H2+CO2+Q浙江小型天然氣制氫設備天然氣制氫設備的生產和使用還需要加強國際合作和交流,推動氫能源的全球化發(fā)展。
氫氣是合成氨、甲醇、煉油化工及其他相關行業(yè)的重要原料,隨著作為二次能源載體的氫能產業(yè)的逐漸成熟,氫能成為當前有前景的清潔能源之一,尤其氫燃料電池汽車開始規(guī)模化發(fā)展,市場對氫氣的需求量將呈現(xiàn)快速增長趨勢。煤制氫低成本,但環(huán)境不友好。隨著天然氣產供儲銷產業(yè)鏈的完善、天然氣開采技術的進步、儲量巨大的頁巖氣等非常規(guī)天然氣開發(fā)成本的不斷降低,天然氣制氫的技術經(jīng)濟優(yōu)勢越來越明顯,該技術成為主要的制氫路線,從而將加快推進我國氫經(jīng)濟的發(fā)展。
天然氣作為一種潔凈的工業(yè)能源,在我國的能源發(fā)展中具有重要的作用和地位,它不僅可以當做燃料使用,同時還是一些化工廠產品的基本原料。其中,將天然氣用作制氫時,整個工藝的成本較低,能夠應用于氫氣的生產當中。 隨著能源消耗地加劇,尋找新的能源已經(jīng)成為當前的一個重要任務。氫作為現(xiàn)今有發(fā)展?jié)摿Φ囊环N能源,幾乎不產生污染,轉化效率高。利用天然氣制取氫氣,可以在一定程度上緩解我國能源危機,進一步促進我國能源利用結構的轉變。本文將重點就天然氣制氫的原理、天然氣制氫工藝和技術、天然氣制氫技術的分類天然氣制氫的成本核算等幾個方面進行詳細的研究和探討。天然氣制氫設備的應用領域廣,可以用于氫能源的生產、儲存和運輸?shù)确矫?,可以用于工業(yè)生產中的氫氣需求。
天然氣制氫是以天然氣做原料生產氫氣。根據(jù)天然氣參加反應的不同,可以分為傳統(tǒng)水蒸氣重整制氫,部分氧化反應制氫,自熱重整制氫三種制氫工藝。水蒸氣重整制氫由于設備投資低,產氫率較高,是工業(yè)上應用多的天然氣制氫技術。綠色發(fā)展越來越成為全球共同的發(fā)展理念。我國天然氣制氫位于煤制氫后列第二。我國天然氣制氫始于20世紀70年代,主要為合成氨提供氫氣。隨著催化劑品質的提高、工藝流程的改進、控制水平的提高、設備形式和結構的優(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,工藝復雜,操作條件苛刻,并且對設計制造、控制水平和對操作人員的理論水平及操作技能均要求高。天然氣制氫設備的另一個優(yōu)點是其低成本,相比其他氫氣生產方式,其生產成本較低,可以降低氫能源的價格。重慶哪些天然氣制氫設備
制氫設備的生產成本受到多種因素的影響,如原料價格、設備投資、運營成本等。北京資質天然氣制氫設備
蒸氣轉化是在催化劑存在及高溫條件下,使甲烷與水蒸氣反應,生成H,、CO等混和氣,該反應是強吸熱的,需要外界供熱。蒸氣轉化工序的關鍵設備是主轉化爐。原料在進人主轉化爐之前需要在預轉化爐中進行預轉化。預轉化可將天然氣中的重碳氫化合物全部轉化為甲烷和CO,從而可降低主轉化爐結焦的可能性。同時可將原料氣中殘余的硫全部除去,使轉化爐催化劑不會發(fā)生硫中毒,延長催化劑的使用壽命。CO變化是使來自蒸氣轉化單元的混和氣體在裝有催化劑的變換爐中進行水煤氣反應,CO進一步與水蒸氣反應,大部分CO轉化為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,分離工藝冷凝液后,氣體送氫氣提純工藝。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技術具有能耗低,產品純度高,工藝流程簡單等。吸附塔內的吸附劑吸附除氫氣以外的其它雜質而使氫氣得以凈化,凈化后的氫氣純度可達到99.9%-99.99%。北京資質天然氣制氫設備