氫能優(yōu)點,在于儲量豐富、燃燒快、無毒害和發(fā)熱值高等。但是氫能缺點在于制造成本高,而且還不穩(wěn)定。作為一種二次能源,氫能來源,清潔低碳,應(yīng)用場景豐富,而且有利于推動傳統(tǒng)化石能源的清潔高效利用,可以支撐可再生能源的大規(guī)模發(fā)展。我們看待事物,既要看現(xiàn)實,更要看未來。近年來,全球能源轉(zhuǎn)型正在加快,氫能及氫燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,并逐步成為全球能源科技和未來能源轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要方向。從歷史發(fā)展來看,在二戰(zhàn)期間,人們便開始研發(fā)氫能技術(shù),并且不斷取得實際研究的效果而逐漸得到實際利用,比如氫能已經(jīng)被用作V-2火箭的液體推進劑。當今火箭的燃料也大都以液氫為主,科學(xué)家已經(jīng)開始研究在超音速飛機和洲際客機上利用氫能作動力的燃料,氫能源汽車已經(jīng)被開發(fā)并投入試運行。人類需要設(shè)想,需要想象,需要展望。甲醇裂解工藝提高了氫氣的產(chǎn)率和能源利用效率。貴州節(jié)能甲醇裂解制氫
氫是否有必要替代電能和儲能?氫和電和儲能,相互之間有聯(lián)系,但又不能完整替代另外的角色。氫的“角色價值”有三個:一是綠氫替代灰氫。其本身可節(jié)約巨大規(guī)模的化石能源,全球每年氫氣消費量9000萬噸左右(其中,中國4570萬噸左右,占全球的一半),對應(yīng)的碳排放8.3億噸二氧化碳。二是在電氣化領(lǐng)域脫碳。全球工業(yè)用熱里面有1/3高溫熱源(400℃以上)缺乏經(jīng)濟可行的電氣化方案,綠氫是潛在的替代者。三是有望提高綠電消納水平,即通常說的氫儲能?!皻洹姟闭{(diào)控,可以提高綜合能效。氫獨特的優(yōu)勢,與電能是否普及、電氣化程度高低沒有必然關(guān)系貴州節(jié)能甲醇裂解制氫我們必須采取嚴格的措施來確保制氫站的安全運行,并在發(fā)生泄漏時迅速地響應(yīng)。
由于甲醇制氫的不斷發(fā)展與氨分解的多項弊端展露如下:1.氨分解反應(yīng)溫度高,故反應(yīng)器需要耐高溫。又由于在氨分解反應(yīng)區(qū)內(nèi)同時存在著氨、氮、氫等氣體,對反應(yīng)器和換熱器的材質(zhì)要求較高。也使得所需的熱量均需采用電加熱方式。氨分解制氫電耗十分高,制氫成本也十分高昂。甲醇制氫較于氨分解制氫優(yōu)勢有三:制氫采用節(jié)能型工藝,制氫成本低;2.氫氣屬于清潔能源安全無毒。3.甲醇運輸只需常壓,甲醇制氫在鋼鐵行業(yè)的影響也日益增大。甲醇裂解制氫在石化、冶金、化工、電子等行業(yè)的應(yīng)用需求量越來越大,很多企業(yè)制氫方法逐步由以前的天然氣、煤制氣為重點慢慢轉(zhuǎn)變?yōu)榧状贾茪?。甲醇制氫的主要?yōu)勢。1.工業(yè)制氫方案工業(yè)制氫方案很多,主要有以下幾類:(1)化石燃料制氫:天然氣制氫、煤炭制氫等。(2)富氫氣體制氫:合成氨生產(chǎn)尾氣制氫、煉油廠回收富氫氣體制氫、氯堿廠回收副產(chǎn)氫制氫、焦爐煤氣中氫的回收利用等。(3)甲醇制氫:甲醇分解制氫、甲醇水蒸汽重整制氫、甲醇部分氧化制氫、甲醇轉(zhuǎn)化制氫。
高溫甲醇制氫催化劑通??蓾M足多種溫度需求,這主要是因為催化劑的活性在不同溫度下有所變化。在高溫甲醇制氫過程中,催化劑通常需要在高溫下運作。在這個溫度范圍內(nèi),催化劑的活性,能夠?qū)崿F(xiàn)的氫氣產(chǎn)率和選擇性。但是,隨著溫度的變化,催化劑的活性也會發(fā)生變化。在較低的溫度下,催化劑的活性會降低,而在較高的溫度下,催化劑的活性則會降低。因此,為了滿足不同溫度下的制氫需求,催化劑的配方和制備工藝需要進行優(yōu)化,以確保在不同溫度下催化劑的活性都能夠得到充分的發(fā)揮.目前,市場上已經(jīng)有不少針對高溫甲醇制氫的催化劑產(chǎn)品,這些產(chǎn)品通常都具有較廣的適用溫度范圍,能夠滿足不同客戶的制氨需求。高溫重整制氫是一種常用的氫氣生產(chǎn)方法,其原理主要涉及到兩個步驟:重整反應(yīng)和水氣反應(yīng)。重整反應(yīng)是指將碳氫化合物(如天然氣、石油、甲醇等)在高溫(700-1100C和高壓2-30MPa)的條件下通過催化劑的作用,將其分解為一氧化碳和氫氣的混合物。這個混合物通常被稱為合成氣。催化劑通常是由銘、銅、鋅、鋁、鎳等元素組成的復(fù)合催化劑。這些元素能夠促進碳氫化合物的分解,從而提高合成氣的產(chǎn)率。甲醇裂解制氫反應(yīng),在特定條件下進行。
催化劑的保護1、在任何情況下,催化劑層溫度禁止超過300℃。2、還原后的催化劑禁止與氧氣或空氣接觸。3、催化劑使用中應(yīng)盡量避免中途停車。每停一次車,盡管采取了鈍化或氮氣保護操作,還是會影響催化劑使用壽命。4、催化劑的升溫和降溫都必須緩慢進行,禁止急速升溫和降溫。5、在滿足生產(chǎn)能力、產(chǎn)率的前提下,催化劑應(yīng)在低溫下操作,有利于延長催化劑使用壽命。6、禁止含硫、磷、鹵素元素等物質(zhì)混入系統(tǒng),以免造成催化劑中毒。7、對裝置使用的原料甲醇、脫鹽水、氮氣、氫氣等必須符合要求,嚴格規(guī)范檢測程序。8、如發(fā)現(xiàn)有異常特別是反應(yīng)系統(tǒng)異常,應(yīng)立即停車分析檢查,排除后再開車。催化劑的還原和鈍化操作1、準備⑴檢查還原系統(tǒng)所有設(shè)備、閥門、儀表是否處正常狀態(tài),關(guān)閉所有閥門,開啟儀表,處待用狀態(tài)。⑵準備好還原用氮氣、氫氣,并經(jīng)質(zhì)檢符合要求。⑶通知導(dǎo)熱油裝置、分析室準備開車,通知送冷卻水。2、催化劑還原操作催化劑使用前須進行還原。由于本催化劑為主要組分為CuO-ZnO-Al2O3,而對轉(zhuǎn)化反應(yīng)起主要作用的為活性單質(zhì)銅,還原過程用氫氣作還原氣,用氮氣作載氣。還原反應(yīng)為強放熱反應(yīng),所以氫氮氣配比及還原氣空速必須符合要求。高溫甲醇制氫催化劑通??蓾M足多種溫度需求。貴州節(jié)能甲醇裂解制氫
熱回收系統(tǒng)可以進一步提高甲醇裂解制氫的經(jīng)濟性。貴州節(jié)能甲醇裂解制氫
甲醇蒸汽重整是吸熱反應(yīng),可以認為是甲醇分解和一氧化碳變換反應(yīng)的綜合結(jié)果。甲醇蒸汽重整制氫工藝,經(jīng)歷了多次技術(shù)改進,已相當成熟。甲醇蒸汽重整反應(yīng),重整產(chǎn)物氣經(jīng)過變壓吸附等凈化過程,可得不同規(guī)格的氫氣產(chǎn)品。甲醇蒸汽重整過程既可以使用等溫反應(yīng)系統(tǒng),也可以使用絕熱反應(yīng)系統(tǒng)。等溫反應(yīng)系統(tǒng)采用管式反應(yīng)器,管殼中充滿熱載體進行換熱,保持恒溫反應(yīng)。在絕熱反應(yīng)系統(tǒng)中,蒸汽與甲醇混合物經(jīng)過一系列絕熱催化劑床層。反應(yīng)產(chǎn)物凈化系統(tǒng)可根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量等級要求選擇,變壓吸附及膜分離技術(shù)是非常實用的氣體凈化技術(shù)。裂解轉(zhuǎn)化:將甲醇和脫鹽水按照規(guī)定比例混合,通過泵加壓送入系統(tǒng)進行預(yù)熱、汽化過熱,達到規(guī)定的溫度和壓力后,原料混合氣在催化劑的作用下同時完成催化裂解和催化轉(zhuǎn)化兩個反應(yīng),得到主要含有氫氣、二氧化碳以及少量一氧化碳的轉(zhuǎn)化氣。 貴州節(jié)能甲醇裂解制氫