小型制氢、高纯氢采用电解水方法:水电解制氢技术自开发以来一直进展不大,其主要原因是需要耗用大量的电能,电价的昂贵,用水电解制氢都不经济。电解水制氢,规模一般小于200Nm3/h,是较成熟的制氢方法,由于它的电耗较高,致其单位氢气成本较高。甲醇水蒸汽重整制氢是中小型制氢的(1)甲醇蒸汽重整制氢与大规模的天然气制氢或水电解制氢相比,能耗低。由于反应温度低,工艺条件缓和,燃料消耗也低。与同等规模的天然气制氢装置相比,甲醇蒸汽转化制氢的能耗约是前者的50%。(2)甲醇蒸汽重整制氢所用的原料甲醇易得,运输,储存方便。而且所用的原料甲醇纯度高,不需要再进行净化处理,反应条件温和,易于操作。(1)煤炭制氢制取过程比天然气制氢复杂,得到的氢气成本也高。(2)国内多晶硅绝大多数都采用的是水电解制氢,只有中能用的是天然气制氢,而国外应用的更多是甲醇制氢,因此,我们重点选择以下三类方案进行对比:(A)天然气制氢装置(B)甲醇制氢装置。 制氢站中,氢气既是重要的生产要素,又潜藏着严重的安全。贵州催化燃烧变压吸附提氢吸附剂
氢元素并不等于氢能源。从人类利用氢能的广义角度来看,太阳质量的72%是氢,它几十亿年来通过持续不断的热核聚变,把氢中的能量转换成光能,源源不断地送达地球,驱动地球上的物质循环与能量循环,孕育了地球上的生命。而我们日常生产生活中用到的氢能,主要是氢和氧进行化学反应释放出的化学能。数百年来,人类从未停止对低能耗、低成本氢能制取技术的探索。因为地球上的氢元素只占地球总质量的,其中氢单质,也就是氢分子的赋存更是极其稀少,所以人类无法像勘探开采石油和煤炭那样轻易找到“氢矿”,而要通过科技手段来制取氢气。19世纪后,氢燃料动力火箭把人类带入瑰丽的太空,氢燃料电池技术的出现则让“氢—电”直接转换成为可能。科学家仍在努力将地球上的太阳能、风能、海洋能等可再生能源,再度转化为氢这一清洁、高密度的能源形式。吉林推广变压吸附提氢吸附剂变压吸附法是一种可持续发展的氢气提取技术,具有广泛的应用前景。
甲醇制氢技术主要基于甲醇的催化重整或水解反应,产生氢气和二氧化碳或水。这前列程包括甲醇的预处理、催化反应、气体分离和氢气纯化等步骤。当前,该技术的流程已经相对成熟,但仍有改进空间以提高效率和纯度 甲醇的来源主要有两种:天然气和煤炭。天然气甲醇的成本较低,但受天然气价格影响;煤炭甲醇的成本较高,但煤炭资源丰富。甲醇的价格波动直接影响制氢成本,进而影响技术的经济可行性。目前,甲醇制氢的效率已经相当高,但纯度方面仍有提升空间。高纯度的氢气对许多应用领域至关重要,因此,进一步提高氢气纯度是当前技术面临的一个重要挑战。
目前工业上大多采用物理法中的变压吸附法(PSA)提纯氢气,也是目前成熟的氢气提纯技术,可以得到纯度为99.999%的氢气。PSA分离技术的基本原理是基于在不同压力下,吸附剂对不同气体的选择性吸附能力不同,利用压力的周期性变化进行吸附和解吸,从而实现气体的分离和提纯。根据原料气中不同杂质种类,吸附剂可选取分子筛、活性炭、活性氧化铝等。近年来,PSA技术逐渐完善,通过增加均压次数,可降低能量消耗;采用抽空工艺,氢气的回收率可提高到95%~97%。变压吸附技术利用吸附剂对天然气中的杂质进行吸附。
氢能是“多彩”的。根据不同制取方式,氢能可分为绿氢、灰氢、蓝氢、紫氢、金氢等。其中,灰氢来自煤炭制氢、天然气制氢、工业副产氢气,属于直接制氢,成本较低,但需要消耗煤、天然气等化石能源,会产生大量二氧化碳。目前,灰氢产量约占全球氢气产量的九成以上。蓝氢则是在灰氢基础上,将制备过程中排放的二氧化碳副产品捕获、利用和封存。紫氢是利用核能进行大规模电解水制氢。近年来,地质学家还发现了金氢,它由地下水与地下橄榄石(一种呈绿色的镁铁硅酸盐)等矿物相互作用,使水被还原为氧气和氢气。在这一过程中,氧气与矿物中的铁结合,氢气则逃逸到周围的岩石中,并利用地下矿石的石化过程不断再生氢气。金氢因其地质储藏勘测和开采难度极大,目前尚未得到充分开发利用。在变压吸附过程中,吸附剂的再生和循环使用也是非常重要的.江西大型变压吸附提氢吸附剂
碳分子筛是一种以碳为原料,经特殊的碳沉积工艺加工而成的专门用于提纯空气中的氮气的吸附剂。贵州催化燃烧变压吸附提氢吸附剂
目前,常见的氢气回收利用技术包括以下几种氢气再利用:将排放的氢气再次加入到加氢系统中进行利用,可以降低加氢系统的能耗和成本。氢气储存:将排放的氢气储存起来,以备后续利用。储存方式包括压缩储氢、液态储氢等。燃料电池发电:利用氢气作为燃料,通过燃料电池进行发电。这种方法不仅可以实现氢气的回收和利用,还可以产生电力和热能。氢气回收装置:通过氢气回收装置将排放的氢气回收利用,常见的氢气回收装置包括氢气回收膜技术、吸附法、压缩吸附法等。总的来说,加氢装置排放氢气的回收与利用是一种重要的节能减排方式,可以降低加氢系统的能耗和成本,促进可持续发展。随着氢能源技术的发展和应用,氢气回收利用技术也将不断得到创新和升级,实现更加清洁的能源利用。氢能已成为未来能源发展的重要方向之一,被视为是实现碳达峰、碳中和的必由之路。目前氢气的主要来源以天然气和煤等化石燃料为主,生产过程仍要排放大量二氧化碳。电解水所产氢气被视为“绿氢”,被认为是氢气生产的方向,但目前“绿氢”成本远远高于化石燃料制氢。 贵州催化燃烧变压吸附提氢吸附剂
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