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方式。根據可再生能源機構報道,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)的產生,實現100%綠色氫氣生產;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),產生的CO2會被捕集、存儲并被利用,整個過程實現CO2零排放,生產的氫氣被認為是藍氫;而通過化石燃料生產氫氣,產生的CO2直接排放到大氣中,生產的氫氣稱為灰氫。從碳中和目標的角度而言,要實現脫碳,綠氫是終的選擇。甲醇裂解制氫是一種清潔的氫氣生產方法。青海定制甲醇裂解制氫
煤制氣裝置:煤制氫裝置的生產過程為通過將煤漿和純氫,經氣化、凈化單元后生成純度達到、酸性氣。國內外主要有代表性的煤氣化技術包括煤干粉進料、水煤漿氣化、塊(碎)煤氣化等。從目前已投產的煤氣化裝置運行情況來看,氣流床氣化技術的工業(yè)化發(fā)展速度快,其中以濕法進料氣化技術更為成熟。氫氣市場應用領域廣闊,應用于化工、冶金、電力、電子等行業(yè),用作保護氣體、還原氣體、原料氣體電池燃料。其次,氫的熱值高,反應速度快,獲得途徑多,儲存形式多樣。水是它的產物,已普遍被人們認為是一種理想的新世紀無污染的綠色能源。由于其經濟性、機動性、環(huán)境友好性,因此擴大氫生產資源、開發(fā)新的制氫工藝以及改進現有制氫工藝,受到人們的普遍關注。制氫的原料包括:煤炭、水、烴類、氨氣、硫化氫、有機廢水和醇類。煤炭制氫成本低且可大規(guī)模制氫,但制氫工藝流程較長,操作環(huán)境差。以水為原料制氫方法包括:太陽能高溫電解水工藝、核熱高溫電解水工藝、電流循環(huán)制氫工藝、光催化分解水技術。分解硫化氫、氨氣制氫方法主要包括:高溫熱解法、光催化法和等離子化學離解法。河南甲醇裂解制氫生產廠家綠色氫是一種零溫室氣體排放的氫,它是通過電解將可持續(xù)能源(風能、太陽能、水能)轉化為氫來生產的。
甲醇制氫是通過化學反應將甲醇轉化為氫氣。在一定溫度和壓力條件下,甲醇與脫鹽水在催化劑的作用下發(fā)生一系列反應,生成氫氣和二氧化碳。在這個過程中,甲醇和脫鹽水的混合物經過反應后,再經過變壓吸附法將氫氣和二氧化碳分離,得到提純后的氫氣。甲醇又稱羥基甲烷、木醇或木精,是一種有機化合物,是結構**為簡單的飽和一元醇,甲醇有“木醇”與“木精”之名,源自于曾經其主要的生產方式是自木醋液(為木材干餾或裂解的產物之一)萃取?,F代甲醇是直接從一氧化碳,二氧化碳和氫的一個催化作用的工業(yè)過程中制造。甲醇很輕、揮發(fā)性強、無色、易燃,并有與乙醇非常相似的氣味。但不同于乙醇,甲醇毒性大,不可以飲用。通常用作溶劑、防凍劑、燃料或變性劑乙醇,亦可用于經過酯交換反應生產柴油。甲醇制氫相比于其他制氫方式,具有能耗和成本較低的優(yōu)勢,因此被廣應用于化工生產中。
陰離子交換膜電解水技術能夠生產低成本的氫氣,需突破關鍵材料技術限制。電解槽結構類似于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。陰離子交換膜可以傳導氫氧根離子,并阻隔氣體和電子直接在電極間傳遞。AEM電解水技術工作原理為,水從陽極過陰離子交換膜到陰極,接受電子產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生氧氣,氧氣隨后通過氣體擴散層與電解液一起流出。AEM電解水技術使用廉價的非貴金屬催化劑和碳氫膜,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、膜電極等關鍵材料技術的突破情況。甲醇裂解制氫技術為氫能產業(yè)提供了可靠的氫氣來源。
醇蒸汽重整是吸熱反應,可以認為是甲醇分解和一氧化碳變換反應的綜合結果。甲醇蒸汽重整制氫工藝,經歷了多次技術改進,已相當成熟。甲醇蒸汽重整反應,重整產物氣經過變壓吸附等凈化過程,可得不同規(guī)格的氫氣產品。甲醇蒸汽重整過程既可以使用等溫反應系統,也可以使用絕熱反應系統。等溫反應系統采用管式反應器,管殼中充滿熱載體進行換熱,保持恒溫反應。在絕熱反應系統中,蒸汽與甲醇混合物經過一系列絕熱催化劑床層。反應產物凈化系統可根據產品質量等級要求選擇,變壓吸附及膜分離技術是非常實用的氣體凈化技術。甲醇與水蒸氣在一定的溫度、壓力條件下通過催化劑,在催化劑的作用下,發(fā)生甲醇裂解反應和一氧化碳的變換反應,生成氫和二氧化碳,這是一個多組份、多反應的氣固催化反應系統。(3)重整反應生成的H2和CO2,再經過變壓吸附法(PSA)將H2和CO2分離,得到高純氫氣。工業(yè)上利用甲醇制氫有二種途徑:甲醇分解、甲醇部分氧化和甲醇蒸汽重整。甲醇蒸汽重整制氫由于氫收率高(由反應式可以看出其產物的氫氣組成可接近75%),能量利用合理,過程簡單,便于工業(yè)操作而更多地被采用。 甲醇裂解制氫,可有效利用甲醇資源產出氫氣。廣東甲醇甲醇裂解制氫
過甲醇裂解,可以穩(wěn)定地獲得高純度的氫氣。青海定制甲醇裂解制氫
甲醇蒸汽重整是吸熱反應,可以認為是甲醇分解和一氧化碳變換反應的綜合結果。甲醇蒸汽重整制氫工藝,經歷了多次技術改進,已相當成熟。甲醇蒸汽重整過程既可以使用等溫反應系統,也可以使用絕熱反應系統。等溫反應系統采用管式反應器,管殼中充滿熱載體進行換熱,保持恒溫反應。在絕熱反應系統中,蒸汽與甲醇混合物經過一系列絕熱催化劑床層,床層之間配備換熱器。反應產物凈化系統可根據產品質量等級要求選擇,變壓吸附及膜分離技術是非常實用的氣體凈化技術。青海定制甲醇裂解制氫