天然氣蒸汽轉化工藝包括原料氣處理單元、蒸汽轉化單元、CO變換單元和氫氣提純單元、原料氣處理單元原料氣處理單元是使天然氣進一步純化,以脫除天然氣中的硫為主要目的,此外還有將原料氣壓縮等功能。脫硫一般采用加氫后用ZnO作為脫硫劑脫硫,其中加氫催化劑大都采用Co-Mo催化劑也可用N-Mo催化劑天然氣脫采用加氫串ZnO的脫硫工藝通常情況下.使用CO-Mo催化劑加氫設1臺設備,使用ZnO脫硫設2臺設備,更換脫硫劑時裝置不停車。大規(guī)模的制氫裝置由于原料氣的處理量較大.因此在壓縮原料氣時,需選擇較大的離心式壓縮機。離心式壓縮機可選擇電驅動、蒸汽透平驅動和燃氣驅動。天然氣制氫設備的生產(chǎn)和使用還需要加強國際合作和交流,推動氫能源的全球化發(fā)展。大型天然氣制氫設備費用
天然氣制氫由天然氣蒸汽轉化制轉化氣和變壓吸附(PSA)提純氫氣(H2)兩部分組成,壓縮并脫硫后天然氣與水蒸汽混合后,在鎳催化劑的作用下于750~850℃將天然氣物質(zhì)轉化為氫氣(H2)、一氧化碳(CO)和二氧化碳(CO2)的轉化氣,轉化氣可以通過變換將一氧化碳(CO)變換為氫氣(H2),成為變換氣,然后,轉化氣或者變換氣通過變壓吸附(PSA)過程,得到高純度的氫氣(H2)。反應原理:天然氣的主要加工過程包括常減壓蒸餾、催化裂化、催化重整和芳烴生產(chǎn)。同時,包括天然氣開采、集輸和凈化。在一定的壓力和一定的高溫及催化劑作用下,天然氣中烷烴和水蒸氣發(fā)生化學反應。其化學反應式為:CH4+H2O→3H2+CO-QCO+H2O→H2+CO2+Q安徽耐高溫天然氣制氫設備天然氣制氫設備的優(yōu)點之一是其高效性,可以在較短的時間內(nèi)生產(chǎn)出大量的氫氣,滿足不同領域的需求。
盡管國際上已有較多天然氫發(fā)現(xiàn)案例,油氣礦產(chǎn)開發(fā)企業(yè)也掌握有著較多天然氫分布相關的資料,但目前仍未有真正商業(yè)化的天然氫開采項目落地。能景研究認為,高濃度天然氫礦藏的勘探定位、法規(guī)配套、市場消納尋找是項目落地慢的三大要素。高濃度天然氫礦藏是項目降低開采難度、降低開采成本的關鍵。天然氫中往往伴有二氧化碳、甲烷、氮氣等多種雜質(zhì),且不同產(chǎn)地的成分相差較大,某些礦藏中還含有高濃度硫化物等對氫燃料電池有害的物質(zhì),提高了提純技術的要求,也提高了開采成本?,F(xiàn)階段,天然氫開采探索尚未完全起步,技術尚未完全成熟,因此相關開發(fā)商仍在以勘探高濃度氣源為重心。
天然氣制氫工藝流程主要包括凈化系統(tǒng)與轉化系統(tǒng)和提純系統(tǒng)。凈化系統(tǒng)主要包括對原料氣的烯烴、含硫進行凈化,原因是轉化催化劑的敏感。轉化系統(tǒng)主要是以凈化氣、蒸汽在轉化催化劑的作用下,轉化成氫氣、CO/CO2,然后經(jīng)過以Fe3O4為催化劑使得CO轉化成C02和氫氣,經(jīng)過凈化系統(tǒng),得到純度較高的氫氣。
天然氣制氫技術特點: (1)技術成熟,運行安全可靠。 (2)操作簡單,自動化程度高。 (3)運行成本低廉,回收期短。 (4)低氮排放技術,滿足環(huán)境保護要求。 (5)優(yōu)化圓筒爐結構,結構簡單,可靠性高。 (6)PSA解吸氣全回燒,降低燃料消耗,減少廢氣排放。 (7)裝置設備高度集成化,實現(xiàn)撬塊化,占地小,投,工期短。 近年來,隨著氫能源的發(fā)展,天然氣制氫設備逐漸成為了研究的熱點,其具有的高效、低成本等優(yōu)勢備受關注。
工業(yè)化制氫現(xiàn)狀1三種制氫方案對比(1)天然氣水蒸汽重整制氫(2)甲醇水蒸汽重整制氫(3)電解水制氫2大型制氫:天然氣水蒸汽重整制氫占主導地位特點:(1)天然氣既是原料氣也是燃料氣,無需運輸,氫能耗低,消耗低,氫氣成本。(2)自動化程度高,安全性能高。(3)天然氣制氫投資較高,適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn),一般制氫規(guī)模在5000Nm3/h以上時選擇天然氣制氫工藝更經(jīng)濟3小型制氫、高純氫采用電解水方法(1)多年來,水電解制氫技術自開發(fā)以來一直進展不大,其主要原因是需要耗用大量的電能,電價的昂貴,用水電解制氫都不經(jīng)濟。(2)電解水制氫,規(guī)模一般小于200Nm3/h,是較成熟的制氫方法,由于它的電耗較高,達到5~8kwh/Nm3H2,其單位氫氣成本較高4甲醇水蒸汽重整制氫是中小型制氫的(1)甲醇蒸汽重整制氫與大規(guī)模的天然氣制氫或水電解制氫相比,投資省,能耗低。由于反應溫度低(230℃~280℃),工藝條件緩和,燃料消耗也低。與同等規(guī)模的天然氣制氫裝置相比,甲醇蒸汽轉化制氫的能耗約是前者的50%。(2)甲醇蒸汽重整制氫所用的原料甲醇易得,運輸,儲存方便。而且由于所用的原料甲醇純度高,不需要再進行凈化處理,反應條件溫和,流程簡單,故易于操作制氫設備需要定期維護和保養(yǎng),以確保其正常運行和延長使用壽命。西藏新能源天然氣制氫設備
天然氣制氫設備的重要技術是催化劑,通過催化劑的作用,可以將天然氣中的甲烷轉化為氫氣和二氧化碳。大型天然氣制氫設備費用
通過對轉化爐、熱量回收系統(tǒng)等進行改造可以實現(xiàn)成本節(jié)約、降低對天然氣原料的消耗,這種技術通過對原料的消耗,這種技術通過對天然氣加氫脫硫和在轉化爐中放置適量的特殊催化劑進行裂解重整,生成二氧化碳、氫氣和一氧化碳的轉化氣,之后再進行熱量回收,經(jīng)一氧化碳變換降低轉化氣中一氧化碳的含量、再通過PSA變壓吸附提純就可以得到純凈的氫氣。天然氣制氫裝置中氫氣提純工藝主要是在適當條件下,將硅膠、活性炭、氧化鋁等組成吸附床,并用吸附床將變換氣中各雜質(zhì)組分在適當?shù)膲毫l件下進行吸附,不易被吸附的氫氣就從吸附塔的出口輸出,從而實現(xiàn)氫氣的提純。這一工藝的主要性能指標和技術指標如下:1)生產(chǎn)能力一般在500~100000m3/h,氫氣產(chǎn)品的純度可達到,產(chǎn)品的壓力在;2)處理原料的量在20~5000m3/h,氫氣純度一般在,氫氣的提取率在80%左右。 大型天然氣制氫設備費用