在天然氣制氫過程中,催化劑對反應(yīng)的進(jìn)行至關(guān)重要。蒸汽重整常用鎳基催化劑,鎳具有良好的催化活性和選擇性,能降低反應(yīng)活化能,促進(jìn)甲烷與水蒸氣的重整反應(yīng)。但鎳基催化劑易積碳,導(dǎo)致催化劑失活。為解決這一問題,科研人員通過添加助劑,如稀土元素鑭、鈰等,提高催化劑的抗積碳性能。自熱重整則對催化劑的耐高溫性能和抗燒結(jié)性能要求更高,通常會采用貴金屬催化劑,如鉑、銠等,它們不僅具有出色的催化活性,在高溫下也能保持良好的穩(wěn)定性。此外,催化劑的載體對其性能也有***影響,選用比表面積大、熱穩(wěn)定性好的載體,如氧化鋁、氧化鋯等,可分散活性組分,提高催化劑的活性和壽命。隨著技術(shù)的發(fā)展,研發(fā)效率高、穩(wěn)定、抗積碳且成本低廉的催化劑,仍是天然氣制氫領(lǐng)域的重要研究方向。 經(jīng)預(yù)處理后的天然氣與水蒸氣按一定比例混合,進(jìn)入蒸汽重整反應(yīng)系統(tǒng)。湖南定制天然氣制氫設(shè)備
天然氣制氫過程會產(chǎn)生大量二氧化碳排放,對環(huán)境造成負(fù)面影響。據(jù)估算,每生產(chǎn) 1 千克氫氣,蒸汽重整制氫約排放 10-12 千克二氧化碳。為應(yīng)對這一挑戰(zhàn),碳捕集、利用與封存(CCUS)技術(shù)逐漸應(yīng)用于天然氣制氫領(lǐng)域。通過在制氫過程中捕集二氧化碳,并將其運(yùn)輸?shù)胶线m的地點(diǎn)進(jìn)行封存或利用,可***降低碳排放。此外,開發(fā)新型制氫工藝,如化學(xué)鏈重整制氫,可實(shí)現(xiàn)二氧化碳的內(nèi)分離,降低捕集成本。化學(xué)鏈重整利用載氧體在不同反應(yīng)器間循環(huán),實(shí)現(xiàn)天然氣的重整和二氧化碳的分離。同時(shí),**出臺相關(guān)政策,對碳排放進(jìn)行嚴(yán)格管控,鼓勵(lì)企業(yè)采用低碳制氫技術(shù),推動天然氣制氫行業(yè)向綠色低碳方向發(fā)展。耐高溫天然氣制氫設(shè)備價(jià)格蘇州科瑞天然氣制氫設(shè)備擁有穩(wěn)定的制氫工藝。
為**天然氣制氫的“灰氫”屬性,設(shè)備將向綠氫協(xié)同模式轉(zhuǎn)型,構(gòu)建零碳制氫生態(tài)系統(tǒng)。**路徑包括:電力替代工藝熱源:利用光伏/風(fēng)電產(chǎn)生的過剩綠電(電價(jià)<)驅(qū)動固體氧化物電解池(SOEC),將水蒸氣分解為H?與O?,生成的氧氣通入天然氣重整爐替代空氣,實(shí)現(xiàn)“富氧重整”——該工藝可將CO?排放量降低60%以上,同時(shí)提升合成氣中H?/CO比例(從傳統(tǒng)SMR的3:1提升至5:1),更適合下游甲醇合成等場景。綠氫回注重整系統(tǒng):將可再生能源制得的綠氫注入天然氣管道(摻氫比例≤20%),通過重整設(shè)備生產(chǎn)“藍(lán)氫”,這類混合燃料既兼容現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施,又可逐步降低對化石能源的依賴。光熱催化重整技術(shù):拋物面聚光器將太陽光能聚焦至反應(yīng)器(溫度>800℃),驅(qū)動甲烷干重整反應(yīng),同時(shí)利用CO?作為重整原料,實(shí)現(xiàn)“碳循環(huán)”制氫——該技術(shù)已在西班牙PSA集團(tuán)的示范項(xiàng)目中實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)行,單位氫氣碳足跡較傳統(tǒng)SMR降低90%以上。
天然氣制氫優(yōu)勢 - 成本效益:天然氣制氫在成本方面具有較強(qiáng)競爭力。首先,天然氣價(jià)格相對穩(wěn)定,與石油等能源價(jià)格波動相關(guān)性較弱。在許多地區(qū),天然氣供應(yīng)基礎(chǔ)設(shè)施完善,采購成本可控。其運(yùn)輸和儲存也較為成熟,可通過管道、壓縮天然氣(CNG)或液化天然氣(LNG)等多種方式便捷輸送。與部分新興制氫技術(shù)相比,天然氣制氫裝置的建設(shè)和運(yùn)營成本相對較低。一套中等規(guī)模的天然氣制氫設(shè)備,建設(shè)周期較短,投資回收較快。并且,通過優(yōu)化反應(yīng)工藝、提高能源利用效率,還能進(jìn)一步減少制氫成本,使得產(chǎn)出的氫氣在市場上具有價(jià)格優(yōu)勢,吸引眾多企業(yè)采用該技術(shù)獲取氫氣,用于化工生產(chǎn)、能源轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域。隨著碳中和目標(biāo)的推進(jìn),部分天然氣制氫設(shè)備開始配套碳捕集與封存技術(shù),減少溫室氣體排放。
天然氣制氫項(xiàng)目落地,助力地方能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化某地區(qū)**與一家能源企業(yè)簽署投資協(xié)議,共同建設(shè)大型天然氣制氫項(xiàng)目。該項(xiàng)目總投資達(dá) 10 億元,規(guī)劃建設(shè)規(guī)模為日產(chǎn)氫氣 20 噸,預(yù)計(jì)明年建成投產(chǎn)。項(xiàng)目采用先進(jìn)的天然氣自熱重整制氫工藝,具有占地面積小、啟動速度快、能源利用效率高等優(yōu)點(diǎn)。投產(chǎn)后,所產(chǎn)氫氣將主要供應(yīng)給當(dāng)?shù)氐幕て髽I(yè)和新興的燃料電池產(chǎn)業(yè),滿足其對清潔氫能源的需求。地方**相關(guān)負(fù)責(zé)人表示,該項(xiàng)目的落地將有助于優(yōu)化地區(qū)能源結(jié)構(gòu),減少對傳統(tǒng)化石能源的依賴,推動當(dāng)?shù)鼐G色能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展。同時(shí),項(xiàng)目還將帶動上下游產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同發(fā)展,創(chuàng)造大量就業(yè)機(jī)會。天然氣制氫的成本主要由天然氣、燃料氣和制造成本構(gòu)成,其中天然氣價(jià)格是主要因素。哪些天然氣制氫設(shè)備設(shè)計(jì)
自動化控制系統(tǒng)在天然氣制氫中發(fā)揮重要作用。湖南定制天然氣制氫設(shè)備
天然氣制氫設(shè)備的**升級方向在于提升氫氣產(chǎn)率的同時(shí)降低碳排放強(qiáng)度。當(dāng)前主流的蒸汽甲烷重整(SMR)技術(shù)仍面臨能效瓶頸(單程轉(zhuǎn)化率約70%-85%)與高碳排放(每噸氫氣伴隨5-10噸CO?排放)的雙重挑戰(zhàn)。未來,設(shè)備將通過多技術(shù)耦合實(shí)現(xiàn)突破:一方面,引入膜分離技術(shù)與傳統(tǒng)重整爐集成,利用鈀合金膜對氫氣的高選擇性滲透(分離系數(shù)>10?),使氫氣純度提升至的同時(shí),推動反應(yīng)平衡向生成物方向移動,將甲烷轉(zhuǎn)化率提升至95%以上;另一方面,碳捕集、利用與封存(CCUS)技術(shù)的規(guī)模化應(yīng)用將重構(gòu)設(shè)備架構(gòu)——新型重整反應(yīng)器內(nèi)置CO?吸附劑(如鋰基復(fù)合氧化物),在制氫過程中同步捕獲CO?,實(shí)現(xiàn)“負(fù)碳”制氫(凈碳排放量<1噸/噸H?)。此外,等離子體輔助重整技術(shù)通過高能電子激發(fā)甲烷分子(活化能降低30%),可在400℃低溫下實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化,較傳統(tǒng)工藝節(jié)能25%以上,這類顛覆性技術(shù)正從實(shí)驗(yàn)室走向中試階段。 湖南定制天然氣制氫設(shè)備