天然氣制氫工藝的原理就是先對天然氣進行預處理,然后在轉(zhuǎn)化爐中將甲烷和水蒸氣轉(zhuǎn)化為一氧化碳和氫氣等,余熱回收后,在變換塔中將一氧化碳變換成二氧化碳和氫氣的過程,這一工藝技術(shù)的基礎(chǔ)是在天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化技術(shù)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的。在變換塔中,在催化劑存在的條件下,控制反應溫度,轉(zhuǎn)化氣中的一氧化碳和水反應,生成氫氣和二氧化碳。天然氣中的烷烴在適當?shù)膲毫蜏囟认?,就會發(fā)生一系列化學反應生成轉(zhuǎn)化氣,轉(zhuǎn)化氣再經(jīng)過熱換、冷凝等過程,使氣體在自動化的控制下通過裝有多種吸附劑的PAS裝置后,一氧化碳、二氧化碳等雜質(zhì)被吸附塔吸附,氫氣送往用氣單位,吸附了雜質(zhì)的吸附劑,經(jīng)解吸后,解析氣可送往變換爐作為燃料,吸附劑也完成再生。制氫設(shè)備在生產(chǎn)過程中需要嚴格控制安全措施,防止發(fā)生泄漏等事故。云南國內(nèi)天然氣制氫設(shè)備
天然氫多分布于煤層、礦石資源周圍,可依據(jù)歷史勘探開采資料定位。相關(guān)研究者在間歇泉、溫泉、煤井、油氣井等中都發(fā)現(xiàn)過富氫氣體,其含量在不同地質(zhì)環(huán)境中在1%-100%之間變化,其中,煤層、鹽巖等具有較好儲氫能力的地層中有多項天然氫發(fā)現(xiàn)案例。同時,油氣、礦產(chǎn)公司手中有較多的地質(zhì)勘探數(shù)據(jù),其中包含了較多的氫氣礦藏線索。如2023年10月澳大利亞GoldHydrogen公司進行天然氫開采試鉆的地點選擇,便是根據(jù)上世紀初的油氣勘探數(shù)據(jù)決定的。試鉆氫氣濃度高達73%。安徽自熱式天然氣制氫設(shè)備天然氣制氫設(shè)備的生產(chǎn)和使用可以促進經(jīng)濟發(fā)展和就業(yè)增長,為社會創(chuàng)造更多的價值和財富。
天然氣與氫能融合主要存在3種途徑:上游制備融合。根據(jù)原料來源和生產(chǎn)過程不同,可分為灰氫、藍氫和綠氫。其中,灰氫主要為煤制氫,低成本;綠氫為新能源制氫,高成本;藍氫為天然氣制氫,成本介于灰氫與綠氫之間。截至2022年底,全國氫氣產(chǎn)量為3781萬噸,其中天然氣制氫占比達18.1%。中游儲運融合。氫氣與天然氣在儲運環(huán)節(jié)具有較高的相似性,可利用管道、罐車、鐵路及船舶等方式運輸,其中管道摻氫是解決大規(guī)模、長距離氫能運輸?shù)牧己眠^渡辦法。由內(nèi)蒙古西部天然氣股份有限公司投資建設(shè)的國內(nèi)首條摻氫高壓輸氣管道工程已在內(nèi)蒙古動工。終端利用融合。天然氣與氫氣在城市燃氣、交通運輸、電力供應、分布式供能等領(lǐng)域可實現(xiàn)協(xié)同發(fā)展。截至2022年底,全國投運加氫站274座。
天然氫是一種自然生成的、可持續(xù)的氫源自上世紀初以來,進行石油礦物開采時常發(fā)現(xiàn)有天然生成的氫氣逸出,地質(zhì)勘探界稱之為“天然氫”(Naturalhydrogen)。經(jīng)過國內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn),天然氫分布于在自然界大氣圈、地殼、地幔、地下水等系統(tǒng)中。其中,分布在大陸殼、洋殼和火山熱液等地質(zhì)環(huán)境中、且可在地表檢測到較高濃度的氫源,也稱之為“地質(zhì)氫”,即地質(zhì)成因的氫。另外為與氫能中的“灰氫”、“藍氫”和“綠氫”區(qū)分開,也有報告及論文中使用“金氫”或“白氫”來描述天然氫。相對電解制氫,天然氫開采擁有較低的成本下限。尤其對高濃度天然氫礦藏,其開采成本可遠低于其他制氫途徑。海外可再生能源制氫的成本約為20-35元/kg,天然氣制氫成本也在10元/kg以上,而高濃度天然氫的開采成本可低至天然氣制氫的十分之一以下。在選擇制氫設(shè)備時,需要考慮其生產(chǎn)能力、產(chǎn)品質(zhì)量、售后服務等因素。
天然氣制氫是以天然氣做原料生產(chǎn)氫氣。根據(jù)天然氣參加反應的不同,可以分為傳統(tǒng)水蒸氣重整制氫,部分氧化反應制氫,自熱重整制氫三種制氫工藝。水蒸氣重整制氫由于設(shè)備投資低,產(chǎn)氫率較高,是工業(yè)上應用多的天然氣制氫技術(shù)。綠色發(fā)展越來越成為全球共同的發(fā)展理念。我國天然氣制氫位于煤制氫后列第二。我國天然氣制氫始于20世紀70年代,主要為合成氨提供氫氣。隨著催化劑品質(zhì)的提高、工藝流程的改進、控制水平的提高、設(shè)備形式和結(jié)構(gòu)的優(yōu)化,天然氣制氫工藝的可靠性和安全性都得到了保證。其不足之處是原料利用率低,工藝復雜,操作條件苛刻,并且對設(shè)計制造、控制水平和對操作人員的理論水平及操作技能均要求高。制氫設(shè)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。安徽自熱式天然氣制氫設(shè)備
制氫設(shè)備在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的熱量,因此需要配備冷卻系統(tǒng)以控制溫度。云南國內(nèi)天然氣制氫設(shè)備
關(guān)于天然氫地下形成機理目前有多種解釋,其中大多符合可持續(xù)、可再生的特點。目前國內(nèi)外對地質(zhì)氫的系統(tǒng)研究尚處于起步階段,現(xiàn)有研究觀測到的天然氫形成和發(fā)現(xiàn)的地質(zhì)環(huán)境多樣,因此天然氫可能是多種成因機制下的產(chǎn)物。其中,大致可分為“深層釋放”、地質(zhì)化學生成、生物生成三大類成因解釋?!吧顚俞尫拧鳖惱碚撜J為地球的地核、地幔中存在極為豐富的氫,隨著地質(zhì)運動會逐漸釋放到地表,即因為資源近似無限而近似可再生。地質(zhì)化學生成、生物生成類理論認為巖石破裂產(chǎn)氣、巖石與流體的氧化作用、水的裂解、有機生物與非生物分解等地下化學反應有可能產(chǎn)生氫氣,也可以歸進可再生一類。云南國內(nèi)天然氣制氫設(shè)備