天然氣重整制氫是目前工業(yè)領(lǐng)域主要的制氫方式之一。該設(shè)備主要包括蒸汽重整反應(yīng)器、變換反應(yīng)器和凈化裝置。在高溫和催化劑的作用下,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,一氧化碳再通過變換反應(yīng)轉(zhuǎn)化為二氧化碳和氫氣,通過凈化裝置去除雜質(zhì),得到高純度氫氣。某大型煉油廠的天然氣重整制氫裝置,日產(chǎn)氫氣量可達數(shù)千噸,滿足了煉油過程對氫氣的大量需求。天然氣重整制氫設(shè)備技術(shù)成熟,成本相對較低。但該過程會產(chǎn)生大量二氧化碳排放,對環(huán)境造成壓力。為應(yīng)對這一問題,碳捕集與封存(CCS)技術(shù)開始與天然氣重整制氫設(shè)備相結(jié)合,減少碳排放,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。蘇州科瑞工程售后有保障。四川推廣天然氣制氫設(shè)備
全球天然氣制氫產(chǎn)能已超過700萬噸/年,主要應(yīng)用于:煉油工業(yè):提供加氫處理氫氣,占需求量的45%化工生產(chǎn):作為合成氨、甲醇原料,占比30%交通運輸:燃料電池重卡、港口機械用氫,增長速率超40%/年發(fā)電領(lǐng)域:與天然氣聯(lián)合循環(huán)(NGCC)耦合,實現(xiàn)調(diào)峰發(fā)電區(qū)域分布上,北美依托頁巖氣資源形成低成本集群,中東依托管道天然氣發(fā)展大規(guī)模項目,歐洲加速部署藍氫走廊。日本川崎重工開發(fā)的SPERA制氫裝置,通過廢熱利用使能效達82%;潞安化工集團建成全球**焦?fàn)t煤氣制氫-CCS示范項目。商業(yè)模式創(chuàng)新方面,法國AirLiquide推出"H2Station"網(wǎng)絡(luò),整合分布式制氫與加氫站;德國RWE公司開發(fā)Power-to-Gas方案,將富余風(fēng)能轉(zhuǎn)化為氫氣存儲。重慶撬裝天然氣制氫設(shè)備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(yīng)用多的天然氣制氫技術(shù)。
自熱重整制氫將部分天然氣釋放的熱量,直接用于重整反應(yīng),實現(xiàn)熱量自給自足。此過程通過氧氣與天然氣的比例,使反應(yīng)與重整反應(yīng)在同一反應(yīng)器內(nèi)同時發(fā)生。相較于蒸汽重整,自熱重整反應(yīng)溫度更高,一般在900℃-1100℃,反應(yīng)速率更快,裝置體積更小。該工藝能在降低外部供熱需求的同時,提高生產(chǎn)效率。在反應(yīng)中,除甲烷與水蒸氣的重整反應(yīng)外,還發(fā)生甲烷與氧氣的部分氧化反應(yīng)2CH?+O??2CO+4H?。由于反應(yīng)涉過程,自熱重整制氫所得合成氣中氫氣含量相對較低,二氧化碳和氮氣含量相對較高。自熱重整制氫適用于對氫氣產(chǎn)量要求高,且對氫氣純度要求相對寬松的工業(yè)場景,如煉油廠、合成氨廠等,可降低生產(chǎn)成本,提升生產(chǎn)效益。
為**天然氣制氫的“灰氫”屬性,設(shè)備將向綠氫協(xié)同模式轉(zhuǎn)型,構(gòu)建零碳制氫生態(tài)系統(tǒng)。**路徑包括:電力替代工藝熱源:利用光伏/風(fēng)電產(chǎn)生的過剩綠電(電價<)驅(qū)動固體氧化物電解池(SOEC),將水蒸氣分解為H?與O?,生成的氧氣通入天然氣重整爐替代空氣,實現(xiàn)“富氧重整”——該工藝可將CO?排放量降低60%以上,同時提升合成氣中H?/CO比例(從傳統(tǒng)SMR的3:1提升至5:1),更適合下游甲醇合成等場景。綠氫回注重整系統(tǒng):將可再生能源制得的綠氫注入天然氣管道(摻氫比例≤20%),通過重整設(shè)備生產(chǎn)“藍氫”,這類混合燃料既兼容現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施,又可逐步降低對化石能源的依賴。光熱催化重整技術(shù):拋物面聚光器將太陽光能聚焦至反應(yīng)器(溫度>800℃),驅(qū)動甲烷干重整反應(yīng),同時利用CO?作為重整原料,實現(xiàn)“碳循環(huán)”制氫——該技術(shù)已在西班牙PSA集團的示范項目中實現(xiàn)連續(xù)運行,單位氫氣碳足跡較傳統(tǒng)SMR降低90%以上。 氫能作為各個能源之間的橋梁,正迎來重大發(fā)展機遇。
天然氣制氫的市場前景:天然氣制氫在當(dāng)前能源市場前景廣闊。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,在制氫市場中占據(jù)重要份額。預(yù)計在未來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)對氫氣需求的穩(wěn)定增長,天然氣制氫在工業(yè)氫氣供應(yīng)市場的份額有望從目前的30%-40%進一步提升。尤其是在天然氣資源豐富且基礎(chǔ)設(shè)施完善的地區(qū),天然氣制氫將迎來更大的發(fā)展機遇,為能源轉(zhuǎn)型和產(chǎn)業(yè)升級注入強勁動力。天然氣制氫面臨的挑戰(zhàn):盡管天然氣制氫優(yōu)勢明顯,但也面臨諸多挑戰(zhàn)。一方面,天然氣作為化石能源,制氫過程會產(chǎn)生二氧化碳排放,在全球碳減排的大趨勢下,如何降低碳排放,開發(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競爭壓力。如何進一步提升自身效率、降低成本,突出優(yōu)勢,是行業(yè)需要思考的方向。此外,天然氣價格受市場波動影響,可能導(dǎo)致制氫成本不穩(wěn)定,影響企業(yè)的長期規(guī)劃與決策,只有克服這些挑戰(zhàn)。 天然氣制氫的成本主要由天然氣、燃料氣和制造成本構(gòu)成,其中天然氣價格是主要因素。山西新能源天然氣制氫設(shè)備
。氫是宇宙中儲量為豐富的元素,也是普通燃料中能量高密度的綠色能源之一。四川推廣天然氣制氫設(shè)備
氫氣純化技術(shù)路線對比氫氣純化是天然氣制氫品質(zhì)保障的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。PSA技術(shù)憑借成熟度與成本優(yōu)勢占據(jù)主導(dǎo)地位,采用真空解析工藝(操作壓力0.05MPa)可使氫氣回收率提升至92%,但純度上限為99.999%。鈀膜分離技術(shù)(厚度5μm)在400℃下氫氣滲透速率達10??mol/(m2·s·Pa),純度可達6N級,但膜成本高達1500美元/m2?;瘜W(xué)洗滌法(如液氨洗滌)適用于CO?深度脫除,可將雜質(zhì)含量降至1ppm以下,但溶劑損耗率達0.5kg/t H?。多技術(shù)耦合方案如PSA-深冷分離串聯(lián)工藝,可兼顧純度與成本,在電子級氫氣生產(chǎn)中具有優(yōu)勢。四川推廣天然氣制氫設(shè)備