天然氣制氫設(shè)備部件的材料升級(jí)將成為技術(shù)突破的底層支撐:耐高溫腐蝕材料:新型鎳基單晶合金(如Inconel740H)通過(guò)添加鈮、鉭等元素,將重整爐管使用溫度提升至1100℃(較傳統(tǒng)HK40合金提高150℃),同時(shí)抗?jié)B碳性能增強(qiáng)3倍,使設(shè)備壽命從5年延長(zhǎng)至10年以上。催化劑載體:碳化硅(SiC)陶瓷因其高導(dǎo)熱性(150W/(m?K))與耐沖刷特性,逐漸替代傳統(tǒng)氧化鋁載體,用于流化床重整反應(yīng)器——實(shí)測(cè)表明,SiC載體催化劑的磨損率<,較氧化鋁降低一個(gè)數(shù)量級(jí)。全生命周期回收體系:設(shè)備退役后,通過(guò)真空熔煉技術(shù)回收鎳基合金中的貴金屬(鉑、鈀回收率>99%),采用濕法冶金工藝提取催化劑中的鋅、鋁等有價(jià)金屬,同時(shí)將廢耐火材料再生為建筑骨料,構(gòu)建“資源-產(chǎn)品-再生資源”閉環(huán)。據(jù)測(cè)算,新型材料體系可使設(shè)備全生命周期成本降低25%,碳排放強(qiáng)度再降12%。 在天然氣制氫過(guò)程中,催化劑對(duì)反應(yīng)的進(jìn)行至關(guān)重要。青海高科技天然氣制氫設(shè)備
天然氣蒸汽重整制氫設(shè)備是當(dāng)前工業(yè)領(lǐng)域大規(guī)模制取氫氣的主流裝置,其**由原料預(yù)處理系統(tǒng)、蒸汽重整反應(yīng)系統(tǒng)、變換反應(yīng)系統(tǒng)和氫氣提純系統(tǒng)四大部分構(gòu)成。在原料預(yù)處理階段,天然氣需先通過(guò)脫硫塔,利用氧化鋅、活性炭等脫硫劑脫除其中的硫化氫等含硫雜質(zhì),避免后續(xù)催化劑中毒。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)。該系統(tǒng)中的設(shè)備為轉(zhuǎn)化爐,轉(zhuǎn)化爐內(nèi)設(shè)有多根反應(yīng)管,管內(nèi)裝填鎳基催化劑,外部通過(guò)天然氣或其他燃料供熱,使反應(yīng)溫度維持在800℃-1000℃,在此高溫下,天然氣中的甲烷與水蒸氣發(fā)生重整反應(yīng)生成氫氣和一氧化碳。反應(yīng)后的粗合成氣進(jìn)入變換反應(yīng)系統(tǒng),在鐵-鉻系或銅-鋅系催化劑作用下,一氧化碳與水蒸氣發(fā)生變換反應(yīng),進(jìn)一步生成氫氣和二氧化碳,提高氫氣產(chǎn)率。通過(guò)變壓吸附(PSA)裝置或膜分離設(shè)備對(duì)混合氣進(jìn)行提純,去除二氧化碳、一氧化碳、甲烷等雜質(zhì),獲取純度高達(dá)的氫氣。這類設(shè)備的優(yōu)勢(shì)在于產(chǎn)能大,單套裝置日產(chǎn)氫氣可達(dá)數(shù)千立方米,但能耗較高且碳排放量大,通常需要配套碳捕集裝置以降低環(huán)境影響,適用于對(duì)氫氣需求量巨大的化工、煉油等行業(yè)。 小型天然氣制氫設(shè)備哪家好天然氣部分氧化制氫工藝具有反應(yīng)速率快、無(wú)需外部供熱等特點(diǎn),適用于需要快速產(chǎn)氫的場(chǎng)景。
天然氣制氫的市場(chǎng)前景:天然氣制氫在當(dāng)前能源市場(chǎng)前景廣闊。隨著全球向低碳能源轉(zhuǎn)型,氫氣作為清潔的能源載體,市場(chǎng)需求持續(xù)攀升。天然氣制氫憑借其成熟的技術(shù)、豐富的原料資源和成本優(yōu)勢(shì),在制氫市場(chǎng)中占據(jù)重要份額。預(yù)計(jì)在未來(lái)5-10年內(nèi),隨著燃料電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,以及化工行業(yè)對(duì)氫氣需求的穩(wěn)定增長(zhǎng),天然氣制氫在工業(yè)氫氣供應(yīng)市場(chǎng)的份額有望從目前的30%-40%進(jìn)一步提升。尤其是在天然氣資源豐富且基礎(chǔ)設(shè)施完善的地區(qū),天然氣制氫將迎來(lái)更大的發(fā)展機(jī)遇,為能源轉(zhuǎn)型和產(chǎn)業(yè)升級(jí)注入強(qiáng)勁動(dòng)力。天然氣制氫面臨的挑戰(zhàn):盡管天然氣制氫優(yōu)勢(shì)明顯,但也面臨諸多挑戰(zhàn)。一方面,天然氣作為化石能源,制氫過(guò)程會(huì)產(chǎn)生二氧化碳排放,在全球碳減排的大趨勢(shì)下,如何降低碳排放,開(kāi)發(fā)碳捕獲與封存(CCS)或碳捕獲、利用與封存(CCUS)技術(shù),是亟待解決的問(wèn)題。另一方面,隨著可再生能源制氫技術(shù)的興起,如風(fēng)電、光伏電解水制氫,天然氣制氫面臨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)壓力。如何進(jìn)一步提升自身效率、降低成本,突出優(yōu)勢(shì),是行業(yè)需要思考的方向。此外,天然氣價(jià)格受市場(chǎng)波動(dòng)影響,可能導(dǎo)致制氫成本不穩(wěn)定,影響企業(yè)的長(zhǎng)期規(guī)劃與決策,只有克服這些挑戰(zhàn)。
我國(guó)某氫能企業(yè)與國(guó)外**科研機(jī)構(gòu)達(dá)成戰(zhàn)略合作,共同開(kāi)展天然氣制氫技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目。雙方將圍繞提高天然氣制氫效率、降低成本以及開(kāi)發(fā)新型催化劑等關(guān)鍵領(lǐng)域展開(kāi)深度合作。根據(jù)合作協(xié)議,國(guó)外科研機(jī)構(gòu)將提供在材料科學(xué)和催化反應(yīng)機(jī)理方面的前沿研究成果,而國(guó)內(nèi)企業(yè)則負(fù)責(zé)將這些成果轉(zhuǎn)化為實(shí)際生產(chǎn)技術(shù),并進(jìn)行工業(yè)化驗(yàn)證。雙方計(jì)劃在未來(lái)三年內(nèi),通過(guò)優(yōu)化反應(yīng)條件和催化劑設(shè)計(jì),開(kāi)發(fā)出一款高效、低成本的天然氣制氫技術(shù),目標(biāo)是將氫氣生產(chǎn)成本降低 20%。此次合作將整合雙方優(yōu)勢(shì)資源,加速天然氣制氫技術(shù)的創(chuàng)新步伐,提升我國(guó)在該領(lǐng)域的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。高溫下,天然氣中的甲烷與水蒸氣發(fā)生重整反應(yīng)生成氫氣和一氧化碳。
天然氣制氫項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性取決于原料成本、裝置規(guī)模及碳價(jià)三重因素。以年產(chǎn)10萬(wàn)噸氫氣裝置為例,當(dāng)天然氣價(jià)格3時(shí),完全成本約為3,其中原料占比70%、能耗18%、碳成本12%。敏感性分析顯示,天然氣價(jià)格每上漲10%,制氫成本增加3;碳價(jià)從50元/噸升至200元/噸時(shí),成本增幅達(dá)3。規(guī)模效應(yīng),5萬(wàn)Nm3/h裝置單位投資成本為3,而50萬(wàn)Nm3/h裝置可降至3。對(duì)比煤制氫(3)和電解水制氫(3),天然氣制氫在中等規(guī)模場(chǎng)景中更具競(jìng)爭(zhēng)力。某煉化項(xiàng)目測(cè)算表明,當(dāng)氫氣售價(jià)3時(shí),投資回收期*需,內(nèi)部收益率達(dá)18%。 重整法是利用天然氣進(jìn)行催化重整反應(yīng),將天然氣與水蒸氣加熱至高溫,反應(yīng)得到大量的氫氣和一定量的CO2。甘肅甲醇重整天然氣制氫設(shè)備
近年來(lái),天然氣制氫與碳捕集技術(shù)結(jié)合,能有效降低碳排放,推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)向低碳方向發(fā)展。青海高科技天然氣制氫設(shè)備
天然氣制氫在化工行業(yè)應(yīng)用:在化工領(lǐng)域,天然氣制氫應(yīng)用極為廣。以合成氨生產(chǎn)為例,氫氣是合成氨的關(guān)鍵原料,約占合成氨原料氣的 75% 。天然氣制氫裝置能為合成氨工廠提供大規(guī)模、穩(wěn)定的氫氣供應(yīng)。在煉**業(yè),氫氣用于油品加氫精制,可去除油品中的硫、氮等雜質(zhì),提高油品質(zhì)量,滿足日益嚴(yán)格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)天然氣制氫為煉油廠配套,能高效提升油品品質(zhì),生產(chǎn)出清潔燃料。此外,在甲醇生產(chǎn)中,氫氣與一氧化碳反應(yīng)合成甲醇,天然氣制氫提供的大量氫氣保障了甲醇的規(guī)模化生產(chǎn),有力推動(dòng)了化工行業(yè)眾多產(chǎn)品的生產(chǎn)與升級(jí),促進(jìn)了化工產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展。青海高科技天然氣制氫設(shè)備