天然气作为一种洁净的工业能源,在我国的能源发展中具有重要的作用和地位,它不仅可以当做燃料使用,同时还是一些化工厂产品的基本原料。其中,将天然气用作制氢时,整个工艺的成本较低,能够应用于氢气的生产当中。 随着能源消耗地加剧,寻找新的能源已经成为当前的一个重要任务。氢作为现今有发展潜力的一种能源,几乎不产生污染,转化效率高。利用天然气制取氢气,可以在一定程度上缓解我国能源危机,进一步促进我国能源利用结构的转变。本文将重点就天然气制氢的原理、天然气制氢工艺和技术、天然气制氢技术的分类天然气制氢的成本核算等几个方面进行详细的研究和探讨。近年来,随着氢能源的发展,天然气制氢设备逐渐成为了研究的热点,其具有的高效、低成本等优势备受关注。陕西大型天然气制氢设备
天然气的主要加工过程包括常减压蒸馏、催化裂化、催化重整和芳烃生产。同时,包括天然气开采、集输和净化。在一定的压力和一定的高温及催化剂作用下,天然气中烷烃和水蒸气发生化学反应。转化气经过费锅换热、进入变换炉使CO变换成H2和CO2。再经过换热、冷凝、汽水分离,通过程序控制将气体依序通过装有三种特定吸附剂的吸附塔,由变压吸附(PSA)升压吸附N2、CO、CH4、CO2提取产品氢气。降压解析放出杂质并使吸附剂得到再生.反应式:CH4+H2O→CO+3H2-QCO+H2O→CO2+H2+Q。福建天然气天然气制氢设备随着氢能源产业的不断发展和技术的不断创新,天然气制氢设备将成为氢能源生产的重要组成部分。
催化剂的保护1、在任何情况下,催化剂层温度禁止超过300℃。2、还原后的催化剂禁止与氧气或空气接触。3、催化剂使用中应尽量避免中途停车。每停一次车,尽管采取了钝化或氮气保护操作,还是会影响催化剂使用寿命。4、催化剂的升温和降温都必须缓慢进行,禁止急速升温和降温。5、在满足生产能力、产率的前提下,催化剂应在低温下操作,有利于延长催化剂使用寿命。6、禁止含硫、磷、卤素元素等有毒物质混入系统,以免造成催化剂中毒。7、对装置使用的原料甲醇、脱盐水、氮气、氢气等必须符合要求,严格规范检测程序。8、如发现有异常特别是反应系统异常,应立即停车分析检查,排除后再开车。
天然气制氢方法主要有热裂解法、催化裂解法和重整法等。热裂解法热裂解法是将天然气在高温下分解为氢气和碳,常用反应温度在800度至1000度之间。热裂解反应的主要反应为:CH4->H2+C这个反应式说明,一摩尔的甲烷经过热裂解得到一摩尔的氢和一摩尔的碳。这种方法是简单、易行的,但同时生成大量的碳,这种碳加工闲难,处理成本高,而且会加大环境污染,所以具有局限性。催化裂解法催化裂解法是在催化剂的作用下将天然气在低温下分解为氢气和碳。由于反应温度较低,能量损失小。催化剂通常是钜、铂、铭等贵金属催化剂。重整法是利用天然气进行催化重整反应,其原理是将天然气与水蒸气加热至高温,经过反应后得到大量的氢气和一定量的CO2。重整反应通常采用镍为催化剂。 天然气制氢设备的生产和使用可以促进科技创新和产业升级,提高国家的科技实力和竞争力。
天然气水蒸汽重整制氢、甲醇水蒸汽重整制氢、电解水制氢大型制氢:天然气水蒸汽重整制氢占主导地位:(1)天然气既是原料气也是燃料气,无需运输,氢能耗低,消耗低,氢气成本。(2)自动化程度高,安全性能高。(3)天然气制氢投资较高,适合大规模工业化生产,一般制氢规模在5000Nm3/h以上时选择天然气制氢工艺更经济小型制氢、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,投资省,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。天然气制氢设备的优点在于其成本低、稳定性高、操作简便,适用于各种规模的氢能源生产需求。山东变压吸附天然气制氢设备
制氢设备的投资成本较高,但是随着技术的不断进步和成本的降低,其应用前景越来越广阔。陕西大型天然气制氢设备
目前,约有1/2的氢气是通过天然气蒸气转化法(SRM)制取的。整个工艺流程是由原料气处理、蒸气转化、CO变换和氢气提纯4大单元组成。原料气,原料气处理-蒸转化CO化气提纯原料气处理主要是采用加氢催化脱除天然气中的硫,普遍采用的方法是Co-Mo加氢转化串ZnO脱硫技术:原料气先在转化炉对流段预热到约350-400C,先采用Co-Mo催化剂加氢法在加氢反应器中将气体原料中的有机硫转化为无机硫H,S,再用ZnO吸附脱硫槽脱除H,S.此技术能将气体中的总硫含量降到0.1mg/mm3以下。陕西大型天然气制氢设备