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。转化气经过费锅换热、进入变换炉使CO变换成H2和CO2。再经过换热、冷凝、汽水分离,通过程序控制将气体依序通过装有三种特定吸附剂的吸附塔,由变压吸附(PSA)升压吸附N2、CO、CH4、CO2提取产品氢气。降压解析放出杂质并使吸附剂得到再生.反应式:CH4+H2O→CO+3H2-QCO+H2O→CO2+H2+Q。天然气制氢设备的运行成本相对较低,因能源便宜,且维护和运营成本较低,使得它成为许多企业的理想选择。广西小型天然气制氢设备
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%。海南节能天然气制氢设备天然气制氢设备的重要技术是催化剂,通过催化剂的作用,可以将天然气中的甲烷转化为氢气和二氧化碳。
随着燃料电池技术的发展与应用,氢作为燃料电池的燃料,在未来能源结构中的地位将日益重要,各发达***越来越重视对氢能的发展。近期氢能发展主要以化石燃料为原料实现廉价氢的生产,而从建立燃料电池汽车加氢站和提供分散氢源方面考虑,则要求有先进的小规模天然气现场制氢与气体纯化技术。目前,约96%的氢是以煤、石油和天然气等化石资源制取的,其中采用天然气(主要成分是甲烷)制氢更为经济与合理。现有的天然气制氢技术主要包括天然气的水蒸气重整,自热重整以及部分氧化重整等。
天然气制氢工艺流程主要包括净化系统与转化系统和提纯系统。净化系统主要包括对原料气的烯烃、含硫进行净化,原因是转化催化剂的敏感。转化系统主要是以净化气、蒸汽在转化催化剂的作用下,转化成氢气、CO/CO2,然后经过以Fe3O4为催化剂使得CO转化成C02和氢气,经过净化系统,得到纯度较高的氢气。
天然气制氢技术特点: (1)技术成熟,运行安全可靠。 (2)操作简单,自动化程度高。 (3)运行成本低廉,回收期短。 (4)低氮排放技术,满足环境保护要求。 (5)优化圆筒炉结构,结构简单,可靠性高。 (6)PSA解吸气全回烧,降低燃料消耗,减少废气排放。 (7)装置设备高度集成化,实现撬块化,占地小,投,工期短。 天然气制氢是一种环保的制氢方式,不会产生有害物质,符合可持续发展的要求。
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。制氢设备在生产过程中会产生大量的副产物,需要进行分离和处理,以避免对环境造成污染。广东国内天然气制氢设备
制氢设备的生产成本受到多种因素的影响,如原料价格、设备投资、运营成本等。广西小型天然气制氢设备
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。广西小型天然气制氢设备