天然气制氢由天然气蒸汽转化制转化气和变压吸附(PSA)提纯氢气(H2)两部分组成,压缩并脱硫后天然气与水蒸汽混合后,在镍催化剂的作用下于750~850℃将天然气物质转化为氢气(H2)、一氧化碳(CO)和二氧化碳(CO2)的转化气,转化气可以通过变换将一氧化碳(CO)变换为氢气(H2),成为变换气,然后,转化气或者变换气通过变压吸附(PSA)过程,得到高纯度的氢气(H2)。反应原理: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。其化学反应式为:CH4+H2O→3H2+CO-QCO+H2O→H2+CO2+Q天然气制氢设备的应用领域包括燃料电池、交通运输等多个领域,为实现能源转型和碳减排做出了重要贡献。天津耐高温天然气制氢设备
天然气制气的选择理论分析口口氢作为一种二次化工产品,在医药、精细化工、电子电气等行业具有用途。特别是氢作为燃料电池的燃料在未来交通和发电领域将具有广阔的市场前景,在未来能源结构中将占有越来越重要的位置。采用传统制氮的方法,如轻经水蒸气转化制氢、水电解制氢、甲醇裂解制氢、煤汽化制氢、氨分解制氢等,技术相对成熟,但是,存在成本高、产出率低.人工效率低等一高两低的问题。辽河油田在油气生产过程中,有干气、石脑油等烃类资源伴生,采用此类方法生产氢,可以实现资源的利用率,而且伴生天然气的主要成分是甲烧,利用经类蒸汽转化即可制成氢,且生产纯度高,生产效率高。湖北天然气天然气制氢设备天然气制氢设备的生产和使用需要建立完善的监管机制和管理体系,以确保生产和使用的合法性和规范性。
天然气与氢能融合主要存在3种途径:上游制备融合。根据原料来源和生产过程不同,可分为灰氢、蓝氢和绿氢。其中,灰氢主要为煤制氢,低成本;绿氢为新能源制氢,高成本;蓝氢为天然气制氢,成本介于灰氢与绿氢之间。截至2022年底,全国氢气产量为3781万吨,其中天然气制氢占比达18.1%。中游储运融合。氢气与天然气在储运环节具有较高的相似性,可利用管道、罐车、铁路及船舶等方式运输,其中管道掺氢是解决大规模、长距离氢能运输的良好过渡办法。由内蒙古西部天然气股份有限公司投资建设的国内首条掺氢高压输气管道工程已在内蒙古动工。终端利用融合。天然气与氢气在城市燃气、交通运输、电力供应、分布式供能等领域可实现协同发展。截至2022年底,全国投运加氢站274座。
尽管国际上已有较多天然氢发现案例,油气矿产开发企业也掌握有着较多天然氢分布相关的资料,但目前仍未有真正商业化的天然氢开采项目落地。能景研究认为,高浓度天然氢矿藏的勘探定位、法规配套、市场消纳寻找是项目落地慢的三大要素。高浓度天然氢矿藏是项目降低开采难度、降低开采成本的关键。天然氢中往往伴有二氧化碳、甲烷、氮气等多种杂质,且不同产地的成分相差较大,某些矿藏中还含有高浓度硫化物等对氢燃料电池有害的物质,提高了提纯技术的要求,也提高了开采成本。现阶段,天然氢开采探索尚未完全起步,技术尚未完全成熟,因此相关开发商仍在以勘探高浓度气源为重心。制氢设备需要定期维护和保养,以确保其正常运行和延长使用寿命。
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。天然气制氢设备的生产和使用可以促进能源和环境的协调发展,实现经济、社会和环境的可持续发展。海南自热式天然气制氢设备
天然气制氢设备的发展还需要进一步的技术创新和市场推广,以提高其生产效率和降低生产成本。天津耐高温天然气制氢设备
蒸气转化是在催化剂存在及高温条件下,使甲烷与水蒸气反应,生成H,、CO等混和气,该反应是强吸热的,需要外界供热。蒸气转化工序的关键设备是主转化炉。原料在进人主转化炉之前需要在预转化炉中进行预转化。预转化可将天然气中的重碳氢化合物全部转化为甲烷和CO,从而可降低主转化炉结焦的可能性。同时可将原料气中残余的硫全部除去,使转化炉催化剂不会发生硫中毒,延长催化剂的使用寿命。CO变化是使来自蒸气转化单元的混和气体在装有催化剂的变换炉中进行水煤气反应,CO进一步与水蒸气反应,大部分CO转化为CO和H,。其工艺一般按照变换温度可分为高温变换和中温变换。变换后的气体经冷却后,分离工艺冷凝液后,气体送氢气提纯工艺。氢气提纯的方法包括冷凝-低温吸附法,低温吸收-吸附法,变压吸附法(PSA),把膜扩散法等。目前氢气提纯普遍使用的方法是变压吸附法,PSA技术具有能耗低,产品纯度高,工艺流程简单等。吸附塔内的吸附剂吸附除氢气以外的其它杂质而使氢气得以净化,净化后的氢气纯度可达到99.9%-99.99%。天津耐高温天然气制氢设备