天然氣制氫的副產(chǎn)品有從氯堿工業(yè)副產(chǎn)氣、煤化工焦?fàn)t煤氣、合成氨產(chǎn)生的尾氣。絕熱條件下,天然氣制氫,這種天然氣制氫方式更適用于小規(guī)模的制取氫。天然氣絕熱轉(zhuǎn)化制氫將空氣作為氧氣來源,同時(shí)利用含氧分布器可以解決催化劑床層熱點(diǎn)問題和能量的分配,隨著床層熱點(diǎn)的降低,催化材料的反應(yīng)穩(wěn)定性也得到較大的提高。天然氣絕熱轉(zhuǎn)化制氫工藝流程簡(jiǎn)單、操作方便,當(dāng)制氫規(guī)模較小的時(shí)候可以減少氫成本和相應(yīng)的制氫設(shè)備的。天然氣部分氧化制氫的反應(yīng)器采用的是高溫?zé)o機(jī)陶瓷透氧膜,與傳統(tǒng)的蒸汽重整制氫的方式相比較來說,天然氣部分氧化制氫工藝所消耗的能量更加少,因?yàn)樗捎玫氖且恍﹥r(jià)格低廉的耐火材料組成的反應(yīng)器。甲醇制氫催化劑的研究對(duì)于氫能源的發(fā)展具有重要意義。遼寧節(jié)能甲醇制氫催化劑
在制氫設(shè)備中,氫氣的純化可以通過物理或化學(xué)的方法來實(shí)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(xué)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(kuò)散法和有機(jī)中空纖維膜擴(kuò)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(diǎn)差異大的原理,由于氫氣在低溫下會(huì)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(shí)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(xué)提純是指通過化學(xué)反應(yīng)將氫氣中的雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì),從而實(shí)現(xiàn)氫氣的純化。 吉林甲醇重整甲醇制氫催化劑在甲醇制氫過程中,催化劑的活性與選擇性至關(guān)重要。
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(kuò)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(dǎo)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(kuò)散層與電解液一起流出。AEM電解水技術(shù)使用廉價(jià)的非貴金屬催化劑和碳?xì)淠?,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。
變壓吸附有如下特點(diǎn);產(chǎn)品純度高;一般可在室溫和不高的壓力下工作,床層再生時(shí)不用加熱,節(jié)能經(jīng)濟(jì);設(shè)備簡(jiǎn)單,操作、維護(hù)簡(jiǎn)便;連續(xù)循環(huán)操作,可完全達(dá)到自動(dòng)化。任何一種吸附對(duì)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。反之,溫度越高,壓力越低,則吸附量越小。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(jiǎn)稱TSA)。顯然,變溫吸附是通過改變溫度來進(jìn)行吸附和解吸的。變溫吸附操作是在低溫(常溫)吸附等溫線和高溫吸附等溫線之間的垂線進(jìn)行,由于吸附劑的比熱容較大,熱導(dǎo)率(導(dǎo)熱系數(shù))較小,升溫和降溫都需要較長(zhǎng)的時(shí)間,操作上比較麻煩,因此變溫吸附主要用于含吸附質(zhì)較少的氣體凈化方面。如果溫度不變,在加壓的情況下吸附,用減壓(抽真空)或常壓解吸的方法,稱為變壓吸附。可見,變壓吸附是通過改變壓力來吸附和解吸的。從變壓吸附(PSA)工序來的氫氣是含有少量氧氣的粗氫氣,純度尚達(dá)不到要求,需凈化。甲醇制氫催化劑的穩(wěn)定性可以通過添加助劑等方法進(jìn)行提高。
制氫作為清潔能源,一直被關(guān)注和探討。制氫目前仍然存在著許多技術(shù)難題和成本問題。然而,近年來,越來越多研究人員開始借助化石能源,利用這一資源來解決清潔化問題化石能源制復(fù)是目前常用的制氫方法之一。它通過加熱石油、天然氣等化石能源,使其發(fā)生化學(xué)反應(yīng),從而產(chǎn)生氫氣。這種方法不僅效率高,而且成本相對(duì)較低,因此在目前的制氫工業(yè)中得到應(yīng)用?;茉粗茪涞牧硪粋€(gè)優(yōu)點(diǎn)就是解決了清潔化問題。目前,大部分的復(fù)氣生產(chǎn)是以石油、天然氣等化石能源為原材料,這些能源含有大量碳元素,當(dāng)其進(jìn)行燃燒時(shí),會(huì)釋放出大量的二氧化碳等有害氣體,對(duì)環(huán)境造成巨大的污染。這也是為什么傳統(tǒng)氫氣生產(chǎn)一直未能成為環(huán)保領(lǐng)域關(guān)注的原因。而化石能源制復(fù)將二氧化碳等有害氣體進(jìn)行分離和處理,大福度降低了污染物的排放,解決了這一環(huán)保問題。此外,化石能源制還可以減少對(duì)其他清潔能源的依賴,使清潔能源更為可持續(xù)地應(yīng)用。甲醇制氫催化劑是一種高效的催化劑,可將甲醇轉(zhuǎn)化為氫氣。遼寧節(jié)能甲醇制氫催化劑
采用新型的甲醇制氫催化劑能夠提高制氫效率。遼寧節(jié)能甲醇制氫催化劑
綠電可通過氫基能源實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)存、運(yùn)輸,綠電與綠色氫基能源是理想的“過程性能源”載體。在“雙碳”目標(biāo)下,綠色氫基能源具有化石能源無法替代的獨(dú)特作用,如在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)中,氫基能源既可實(shí)現(xiàn)跨季節(jié)性長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能,又能解決可再生能源消納難題,或在鋼鐵、化工等工業(yè)領(lǐng)域,氫基能源可實(shí)現(xiàn)行業(yè)深度脫碳。2023年2月13日,歐盟通過了可再生能源指令要求的兩項(xiàng)授權(quán)法案。授權(quán)法案規(guī)定了三種可被計(jì)入“可再生氫”的場(chǎng)景,分別是:可再生能源生產(chǎn)設(shè)施與制氫設(shè)備直接連接所生產(chǎn)的氫氣;在可再生能源比例超過90%的地區(qū)采用電網(wǎng)供電所生產(chǎn)的氫氣;在低二氧化碳排放限制的地區(qū)簽訂可再生能源電力購買協(xié)議后采用電網(wǎng)供電來生產(chǎn)氫氣。遼寧節(jié)能甲醇制氫催化劑