在眾多因素中,甲醇制氫設(shè)備的運營成本和維護成本是評估其經(jīng)濟性的重要指標。首先,運營成本主要包括甲醇原料成本、工藝能耗成本以及人工成本等。其中,甲醇原料成本是運營成本的主要部分。甲醇價格的波動會直接影響制氫成本,進而影響到運營成本的穩(wěn)定性。工藝能耗成本則受到生產(chǎn)工藝和設(shè)備水平的影響,一般占比約20%。人工成本則涉及設(shè)備運行和維護所需的人員工資和相關(guān)費用。而維護成本主要包括設(shè)備定期維護、保養(yǎng)和修理等費用。這些費用與設(shè)備的維護周期、維護內(nèi)容以及維護所需的材料和人工等因素有關(guān)。通常,維護成本也約占制氫總成本的20%左右,在進行具體的經(jīng)濟評估時,需要根據(jù)實際情況進行詳細分析和測算。此外,為了降低甲醇制氫設(shè)備的運營成本和維護成本,可以采取一些措施,如優(yōu)化生產(chǎn)工藝、提高設(shè)備效率、加強設(shè)備維護和管理、合理采購和儲存原料等。,這些措施有助于降低能耗、減少故障和停機時間,從而提高設(shè)備的經(jīng)濟性和競爭力。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。湖北定制變壓吸附提氫吸附劑
抽水蓄能、壓縮空氣儲能(包括液化空氣儲能)以及氫儲能是具備大規(guī)模儲能能力的儲能技術(shù)。抽水蓄能電站受到地理條件的限制較為苛刻,并且我國可再生能源資源集中的地區(qū)往往其水資源也比較有限,無法滿足抽水蓄能電站的建設(shè)需求,因此,我國抽水蓄能的發(fā)展?jié)摿⒉粩鄿p小。壓縮空氣儲能與氫儲能的儲能容量大、壽命長,隨著其技術(shù)的進步和完善,具有強大的發(fā)展?jié)摿Α,F(xiàn)階段,壓縮空氣儲能的技術(shù)較為成熟,我國壓縮空氣儲能的示范項目也正在不斷布局。氫儲能,尤其氫液化工藝與壓縮空氣儲能(包括液化空氣儲能)工藝具有較好的耦合性,耦合工藝可以進行能量的梯次利用以提高聯(lián)合工藝的整體能效,如圖所示。此外,這兩類儲能技術(shù)具有相同的關(guān)鍵設(shè)備。 湖北定制變壓吸附提氫吸附劑碳分子篩是一種以碳為原料,經(jīng)特殊的碳沉積工藝加工而成的專門用于提純空氣中的氮氣的吸附劑。
氫氣作為能源載體,本身并不含有碳元素,其是否能發(fā)揮脫碳作用取決于其生產(chǎn)方式。根據(jù)可再生能源機構(gòu)報道,按照氫氣的來源,可以將其劃分為綠氫、藍氫和灰氫。其中,通過可再生能源電力電解水制取的氫氣為綠氫,這一過程中沒有二氧化碳(CO2)的產(chǎn)生,實現(xiàn)100%綠色氫氣生產(chǎn);通過化石燃料制取氫氣(如天然氣裂解制氫、含氫工業(yè)尾氣提取氫氣等),產(chǎn)生的CO2會被捕集、存儲并被利用,整個過程實現(xiàn)CO2零排放,生產(chǎn)的氫氣被認為是藍氫;而通過化石燃料生產(chǎn)氫氣,產(chǎn)生的CO2直接排放到大氣中,生產(chǎn)的氫氣稱為灰氫。從碳中和目標的角度而言,要實現(xiàn)脫碳,綠氫是終的選擇。
氫能是“多彩”的。根據(jù)不同制取方式,氫能可分為綠氫、灰氫、藍氫、紫氫、金氫等。其中,灰氫來自煤炭制氫、天然氣制氫、工業(yè)副產(chǎn)氫氣,屬于直接制氫,成本較低,但需要消耗煤、天然氣等化石能源,會產(chǎn)生大量二氧化碳。目前,灰氫產(chǎn)量約占全球氫氣產(chǎn)量的九成以上。藍氫則是在灰氫基礎(chǔ)上,將制備過程中排放的二氧化碳副產(chǎn)品捕獲、利用和封存。紫氫是利用核能進行大規(guī)模電解水制氫。近年來,地質(zhì)學家還發(fā)現(xiàn)了金氫,它由地下水與地下橄欖石(一種呈綠色的鎂鐵硅酸鹽)等礦物相互作用,使水被還原為氧氣和氫氣。在這一過程中,氧氣與礦物中的鐵結(jié)合,氫氣則逃逸到周圍的巖石中,并利用地下礦石的石化過程不斷再生氫氣。金氫因其地質(zhì)儲藏勘測和開采難度極大,目前尚未得到充分開發(fā)利用。變壓提氫吸附劑的再生性能決定其使用壽命。
小型制氫、高純氫采用電解水方法:水電解制氫技術(shù)自開發(fā)以來一直進展不大,其主要原因是需要耗用大量的電能,電價的昂貴,用水電解制氫都不經(jīng)濟。電解水制氫,規(guī)模一般小于200Nm3/h,是較成熟的制氫方法,由于它的電耗較高,致其單位氫氣成本較高。甲醇水蒸汽重整制氫是中小型制氫的(1)甲醇蒸汽重整制氫與大規(guī)模的天然氣制氫或水電解制氫相比,能耗低。由于反應(yīng)溫度低,工藝條件緩和,燃料消耗也低。與同等規(guī)模的天然氣制氫裝置相比,甲醇蒸汽轉(zhuǎn)化制氫的能耗約是前者的50%。(2)甲醇蒸汽重整制氫所用的原料甲醇易得,運輸,儲存方便。而且所用的原料甲醇純度高,不需要再進行凈化處理,反應(yīng)條件溫和,易于操作。(1)煤炭制氫制取過程比天然氣制氫復雜,得到的氫氣成本也高。(2)國內(nèi)多晶硅絕大多數(shù)都采用的是水電解制氫,只有中能用的是天然氣制氫,而國外應(yīng)用的更多是甲醇制氫,因此,我們重點選擇以下三類方案進行對比:(A)天然氣制氫裝置(B)甲醇制氫裝置。 壓力下吸附雜質(zhì)提純氫氣、減壓下解吸雜質(zhì)使吸附劑再生的循環(huán)便是變壓吸附過程。山東高科技變壓吸附提氫吸附劑
。沸石分子篩類吸附劑是一種含堿土元素的結(jié)晶態(tài)偏硅鋁酸鹽,屬于強極性吸附劑。湖北定制變壓吸附提氫吸附劑
目前工業(yè)上大多采用物理法中的變壓吸附法(PSA)提純氫氣,也是目前成熟的氫氣提純技術(shù),可以得到純度為99.999%的氫氣。PSA分離技術(shù)的基本原理是基于在不同壓力下,吸附劑對不同氣體的選擇性吸附能力不同,利用壓力的周期性變化進行吸附和解吸,從而實現(xiàn)氣體的分離和提純。根據(jù)原料氣中不同雜質(zhì)種類,吸附劑可選取分子篩、活性炭、活性氧化鋁等。近年來,PSA技術(shù)逐漸完善,通過增加均壓次數(shù),可降低能量消耗;采用抽空工藝,氫氣的回收率可提高到95%~97%。湖北定制變壓吸附提氫吸附劑