我國將近30%碳排放來源于工業(yè)用能(不含電網(wǎng)供電),氫能利用是冶金、化工、煉油等工業(yè)部門進行深度脫碳的有效途徑。中國鋼鐵行業(yè)90%以上的產(chǎn)能是采用高爐(BOF)技術(shù)生產(chǎn)的長流程鋼,利用氫氣的高還原性,直接用氫氣代替煤炭作為高爐的還原劑,可減少乃至完全避免鋼鐵生產(chǎn)過程中的二氧化碳排放。化工、煉化行業(yè)中,氫可用作合成氨、合成甲醇的工業(yè)原料,或在石油煉化過程中作為加氫精制、加氫裂化的原料。可再生能源制氫耦合冶金、化工、煉油等工業(yè)用戶,可助力工業(yè)部門實現(xiàn)深度脫碳甲醇蒸汽重整過程既可以使用等溫反應(yīng)系統(tǒng),也可以使用絕熱反應(yīng)系統(tǒng)。江蘇節(jié)能甲醇制氫催化劑
電解槽:電解槽是制氫站的設(shè)備,通過電解水制取氫氣和氧氣。如果電解槽的密封不良或設(shè)備損壞,可能會導致氫氣泄漏。氣體冷卻器:在純化后的氫氣需要經(jīng)過冷卻器降溫。如果冷卻器發(fā)生泄漏,可能會造成氫氣排放。為防止這種情況,應(yīng)強化冷卻器的設(shè)計和操作,并定期進行維護和檢查。壓縮機:壓縮機也是制氫站中容易出現(xiàn)氫氣泄漏的設(shè)備。設(shè)備的振動或操作不當都可能導致泄漏。儲罐區(qū):儲罐區(qū)也是氫氣泄漏的易發(fā)區(qū)域。如果儲罐存在缺陷或維護不當,如儲罐密封墊片老化、破裂,或者儲罐內(nèi)部腐蝕、磨損等,都可能導致氫氣泄漏。充裝口/卸料口:這些部件的密封性能不佳或老化可能會導致氫氣泄漏。例如,閥門密封墊片老化、破裂,或者閥門操作不當都可能引起氫氣泄漏。遼寧催化燃燒甲醇制氫催化劑綠氫因其綠色的特點而被稱為21世紀的“能源”。
綠氫,是通過風能或太陽能等可再生清潔能源發(fā)電,再利用這些清潔電能,以電解水方式制取氨氣。綠氨在制取討程中基本不產(chǎn)生溫室氣體,是目前復能發(fā)展的主要趨勢,解決了氫能的來源和制職成本問題,就要考慮如何把復能送達各類應(yīng)用場景并創(chuàng)新氫能利用方式。儲存和運輸,始終是人類能源利用的技術(shù)課題。復氣密度小、易燃,因而體運成本高,存在安全,長期以來影響著氫能利用。為此,科學家們正嘗試將氫轉(zhuǎn)化為易健易運的氨或甲醇,進而實現(xiàn)綠氫大規(guī)摸應(yīng)用。比如,以經(jīng)典的哈伯一博施工藝借助氟氣及氫氣制取氨氣,或利用新興的電化學常壓低能耗合成氨技術(shù),實現(xiàn)“氫氨融合”,豐富了化肥工業(yè)等傳統(tǒng)用氯行業(yè)及綠氨摻混發(fā)電、綠色船用然科等下游新興領(lǐng)域的能源供給。另外,利用綠氫和二氧化碳合成綠色甲醇,也能實現(xiàn)氫能整體的全周期近零排放。目前全球市場對綠色甲酶、綠氨、柴油等綠色清潔液體燃米需求巨大,相關(guān)產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)能有待進一步提高,綠色清潔液體燃料前景廣闊,有望成為更具經(jīng)濟性的綠氫消納利用新路徑。
藍氫是從天然氣中制備的氫氣,采用蒸汽甲烷轉(zhuǎn)化(SMR- Steam methane reforming)工藝,天然氣同熱蒸汽以及催化劑混合。發(fā)生化學反應(yīng)產(chǎn)生氫氣和一氧化碳(Carbon monoxide)。混合物中加入水,將一氧化碳轉(zhuǎn)換成二氧化碳以及更多的氫氣。如果捕捉二氧化碳排放物并且儲存在地下,該流程就被認為是碳中和或是零碳,產(chǎn)生的氫氣叫做“藍氫”。藍綠氫是使用反應(yīng)器或鼓風爐加熱高溫分解甲烷或?qū)⒓淄榉纸獬蓺湟约肮腆w碳而制出來的氫。藍綠氫還處于商業(yè)化的初期,綠色意識價值依賴高溫分解的所需的清潔能源方式以及碳物質(zhì)的儲存。白氫是工業(yè)化學過程的副產(chǎn)品或自然界存在的氫。盡管被認為是零碳和可持續(xù)的,但由于生產(chǎn)量較低,其實際貢獻有限。在重整反應(yīng)中,催化劑通常是由銘、銅、鋅、鋁、鎳等元素組成的復合催化劑。
綠電可通過氫基能源實現(xiàn)儲存、運輸,綠電與綠色氫基能源是理想的“過程性能源”載體。在“雙碳”目標下,綠色氫基能源具有化石能源無法替代的獨特作用,如在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)中,氫基能源既可實現(xiàn)跨季節(jié)性長時儲能,又能解決可再生能源消納難題,或在鋼鐵、化工等工業(yè)領(lǐng)域,氫基能源可實現(xiàn)行業(yè)深度脫碳。2023年2月13日,歐盟通過了可再生能源指令要求的兩項授權(quán)法案。授權(quán)法案規(guī)定了三種可被計入“可再生氫”的場景,分別是:可再生能源生產(chǎn)設(shè)施與制氫設(shè)備直接連接所生產(chǎn)的氫氣;在可再生能源比例超過90%的地區(qū)采用電網(wǎng)供電所生產(chǎn)的氫氣;在低二氧化碳排放限制的地區(qū)簽訂可再生能源電力購買協(xié)議后采用電網(wǎng)供電來生產(chǎn)氫氣。甲醇蒸汽重整過程既可以使用等溫反應(yīng)系統(tǒng)。江蘇新型甲醇制氫催化劑
在全球氣候加速變化的情境下,氫能逐漸被視為實現(xiàn)碳中和目標的關(guān)鍵燃料。江蘇節(jié)能甲醇制氫催化劑
氫氣在石油煉化、化工及精細化工、金屬冶煉、電子工業(yè)、半導體、浮法玻璃等超過17個行業(yè)中使用,應(yīng)用領(lǐng)域多,其中大部分的氫氣在生產(chǎn)中都是以公輔工程的角色出現(xiàn),隨制隨用、中間存儲量不大、負荷任意調(diào)節(jié),在工業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)形成自己的體系。同時氫氣熱值高,且清潔無碳排放即氫氣與氧氣反應(yīng)生成水、水電解又可以生產(chǎn)氫氣和氧氣。因此氫能作為、清潔的二次能源,優(yōu)勢突出,越來越收到重視。
近年來,質(zhì)子交換膜燃料電池得到了的發(fā)展,硫化物、CO與催化劑鉑的吸附性比氫更強,優(yōu)先于氫氣占據(jù)催化劑表面的活性位點且不易脫除,造成催化劑中毒,使燃料電池的壽命和性能大幅度降低。除了要求氫氣的純度達到99.97%外,對CO、硫化物等雜質(zhì)要求苛刻。 江蘇節(jié)能甲醇制氫催化劑