甲醇裂解制氫技術(shù)還可以與其他制氫技術(shù)相結(jié)合的,形成多元化的制氫體系。例如,可以將甲醇裂解制氫與水電解制氫、生物質(zhì)制氫等技術(shù)結(jié)合起來(lái),根據(jù)不同的需求和資源條件選擇合適的制氫方法,提高氫氣的供應(yīng)穩(wěn)定性和可靠性。在環(huán)境保護(hù)方面,甲醇裂解制氫具有積極的作用。與傳統(tǒng)的化石燃料制氫相比,甲醇裂解制氫產(chǎn)生的二氧化碳排放量相對(duì)較低。同時(shí),通過(guò)與二氧化碳捕集和利用技術(shù)相結(jié)合,可以實(shí)現(xiàn)二氧化碳的減排和資源的循環(huán)利用。綠色氫是一種零溫室氣體排放的氫,它是通過(guò)電解將可持續(xù)能源(風(fēng)能、太陽(yáng)能、水能)轉(zhuǎn)化為氫來(lái)生產(chǎn)的。天津小型甲醇裂解制氫
醇蒸汽重整是吸熱反應(yīng),可以認(rèn)為是甲醇分解和一氧化碳變換反應(yīng)的綜合結(jié)果。甲醇蒸汽重整制氫工藝,經(jīng)歷了多次技術(shù)改進(jìn),已相當(dāng)成熟。甲醇蒸汽重整反應(yīng),重整產(chǎn)物氣經(jīng)過(guò)變壓吸附等凈化過(guò)程,可得不同規(guī)格的氫氣產(chǎn)品。甲醇蒸汽重整過(guò)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)。等溫反應(yīng)系統(tǒng)采用管式反應(yīng)器,管殼中充滿熱載體進(jìn)行換熱,保持恒溫反應(yīng)。在絕熱反應(yīng)系統(tǒng)中,蒸汽與甲醇混合物經(jīng)過(guò)一系列絕熱催化劑床層。反應(yīng)產(chǎn)物凈化系統(tǒng)可根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量等級(jí)要求選擇,變壓吸附及膜分離技術(shù)是非常實(shí)用的氣體凈化技術(shù)。甲醇與水蒸氣在一定的溫度、壓力條件下通過(guò)催化劑,在催化劑的作用下,發(fā)生甲醇裂解反應(yīng)和一氧化碳的變換反應(yīng),生成氫和二氧化碳,這是一個(gè)多組份、多反應(yīng)的氣固催化反應(yīng)系統(tǒng)。(3)重整反應(yīng)生成的H2和CO2,再經(jīng)過(guò)變壓吸附法(PSA)將H2和CO2分離,得到高純氫氣。工業(yè)上利用甲醇制氫有二種途徑:甲醇分解、甲醇部分氧化和甲醇蒸汽重整。甲醇蒸汽重整制氫由于氫收率高(由反應(yīng)式可以看出其產(chǎn)物的氫氣組成可接近75%),能量利用合理,過(guò)程簡(jiǎn)單,便于工業(yè)操作而更多地被采用。 推廣甲醇裂解制氫供應(yīng)商家熱回收系統(tǒng)可以進(jìn)一步提高甲醇裂解制氫的經(jīng)濟(jì)性。
氫能可以發(fā)揮清潔無(wú)污染、轉(zhuǎn)化效率高等優(yōu)勢(shì),實(shí)施傳統(tǒng)化石燃料替代,實(shí)現(xiàn)交通運(yùn)輸行業(yè)低碳化轉(zhuǎn)型。在道路交通領(lǐng)域,燃料電池大巴、重型卡車、物流車、拖車等大功率、長(zhǎng)續(xù)航商用車相比于純電動(dòng)汽車,具有加注時(shí)間短及續(xù)航里程長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)。燃料電池有軌電車除具有清潔、環(huán)保、高效等優(yōu)勢(shì)外,還無(wú)需復(fù)雜的地面供電系統(tǒng),可以大幅節(jié)省造價(jià)。在船運(yùn)領(lǐng)域,氫及氫基燃料可實(shí)現(xiàn)對(duì)長(zhǎng)途船運(yùn)的脫碳改造,滿足國(guó)際公約和法規(guī)對(duì)船舶日趨嚴(yán)格的排放要求。在航空領(lǐng)域,綠氫和二氧化碳合成航空燃油,是長(zhǎng)距離航空交通的有效脫碳方案。
甲醇與水蒸氣在一定的溫度、壓力條件下通過(guò)催化劑,在催化劑的作用下,發(fā)生甲醇裂解反應(yīng)和一氧化碳的變換反應(yīng),生成氫和二氧化碳,這是一個(gè)多組份、多反應(yīng)的氣固催化反應(yīng)系統(tǒng)。反應(yīng)方程如下:CH3OH→CO+2H2(1)H2O+CO→CO2+H2(2)CH3OH+H2O→CO2+3H2(3)重整反應(yīng)生成的H2和CO2,再經(jīng)過(guò)變壓吸附法(PSA)將H2和CO2分離,得到高純氫氣。工業(yè)上利用甲醇制氫有二種途徑:甲醇分解、甲醇部分氧化和甲醇蒸汽重整。甲醇蒸汽重整制氫由于氫收率高,能量利用合理,便于工業(yè)操作而更多地被采用。甲醇蒸汽重整是吸熱反應(yīng),可以認(rèn)為是甲醇分解和一氧化碳變換反應(yīng)的綜合結(jié)果。甲醇蒸汽重整制氫工藝,經(jīng)歷了多次技術(shù)改進(jìn),已相當(dāng)成熟。甲醇蒸汽重整過(guò)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)。等溫反應(yīng)系統(tǒng)采用管式反應(yīng)器,管殼中充滿熱載體進(jìn)行換熱,保持恒溫反應(yīng)。在絕熱反應(yīng)系統(tǒng)中,蒸汽與甲醇混合物經(jīng)過(guò)一系列絕熱催化劑床層,床層之間配備換熱器。反應(yīng)產(chǎn)物凈化系統(tǒng)可根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量等級(jí)要求選擇,變壓吸附及膜分離技術(shù)是非常實(shí)用的氣體凈化技術(shù)。 甲醇裂解制氫系統(tǒng)具有操作簡(jiǎn)便、維護(hù)成本低的特點(diǎn)。
全球甲醇行業(yè)協(xié)會(huì)首席趙凱在“氫能與綠色燃料分論壇”分論壇上表示,積極發(fā)展綠色甲醇的同時(shí),通過(guò)綠氫耦合煤化工促進(jìn)傳統(tǒng)甲醇生產(chǎn)過(guò)程脫碳尤為重要。趙凱在報(bào)告中指出,作為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的醇類分子,甲醇來(lái)源豐富。我國(guó)是甲醇生產(chǎn)國(guó)、消費(fèi)國(guó)、進(jìn)口國(guó)及燃料應(yīng)用國(guó)。2022年我國(guó)甲醇產(chǎn)能超過(guò)1億噸,年消費(fèi)達(dá)9224萬(wàn)噸,全年甲醇進(jìn)口量超過(guò)1000萬(wàn)噸。煤制甲醇仍是現(xiàn)階段我國(guó)甲醇生產(chǎn)的主要方式,由此產(chǎn)生的碳排放量近2億噸/年。對(duì)于綠色甲醇的定義,趙凱提出:“首先,綠色甲醇的生產(chǎn)需采用綠氫和生物質(zhì)這類可再生能源作為原料,同時(shí)還需對(duì)甲醇從原料端到應(yīng)用端展開(kāi)全生命周期碳足跡核查,只有碳排放量低于閾值的甲醇才可被認(rèn)定為綠色甲醇或可再生甲醇。目前全球甲醇協(xié)會(huì)正在加緊制定全球甲醇碳足跡核查及綠色甲醇認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。”甲醇裂解制氫系統(tǒng),具備良好的自動(dòng)化操作性。定制甲醇裂解制氫費(fèi)用
氫能產(chǎn)業(yè)鏈的上游為制氫。天津小型甲醇裂解制氫
高溫甲醇制氫催化劑通??蓾M足多種溫度需求,這主要是因?yàn)榇呋瘎┑幕钚栽诓煌瑴囟认掠兴兓T诟邷丶状贾茪溥^(guò)程中,催化劑通常需要在高溫下運(yùn)作。在這個(gè)溫度范圍內(nèi),催化劑的活性,能夠?qū)崿F(xiàn)的氫氣產(chǎn)率和選擇性。但是,隨著溫度的變化,催化劑的活性也會(huì)發(fā)生變化。在較低的溫度下,催化劑的活性會(huì)降低,而在較高的溫度下,催化劑的活性則會(huì)降低。因此,為了滿足不同溫度下的制氫需求,催化劑的配方和制備工藝需要進(jìn)行優(yōu)化,以確保在不同溫度下催化劑的活性都能夠得到充分的發(fā)揮.目前,市場(chǎng)上已經(jīng)有不少針對(duì)高溫甲醇制氫的催化劑產(chǎn)品,這些產(chǎn)品通常都具有較廣的適用溫度范圍,能夠滿足不同客戶的制氨需求。高溫重整制氫是一種常用的氫氣生產(chǎn)方法,其原理主要涉及到兩個(gè)步驟:重整反應(yīng)和水氣反應(yīng)。重整反應(yīng)是指將碳?xì)浠衔?如天然氣、石油、甲醇等)在高溫(700-1100C和高壓2-30MPa)的條件下通過(guò)催化劑的作用,將其分解為一氧化碳和氫氣的混合物。這個(gè)混合物通常被稱為合成氣。催化劑通常是由銘、銅、鋅、鋁、鎳等元素組成的復(fù)合催化劑。這些元素能夠促進(jìn)碳?xì)浠衔锏姆纸?,從而提高合成氣的產(chǎn)率。天津小型甲醇裂解制氫