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制氢方式对比.pdf

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方式 对比
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制氢工艺 煤气制氢 天然气制氢 氨分解制氢 水电解制氢 甲醇裂解制氢适用规模 10000-20000M3 5000M3以上 50M3以下 2-300M3(单槽) 20000M3以下工艺原理 以煤为原料制取含氢气体的方法主要有两种:一是煤的焦化(或称高温干馏),二是煤的气化。焦化是指煤在隔绝空气条件下,在900-1000°C制取焦碳,副产品为焦炉煤气。焦炉煤气组成中含氢气55-60%(体积)、甲烷23-27%、一氧化碳6-8%等。每吨煤可得煤气300一350m3,可作为城市煤气,亦是制取氢气的原料。煤的气 化是指煤在高温常压或加压下,与气化剂反应转化成气体产物。 该法是在有催化剂存在下与水蒸汽反应转化制得氢气。主要发生下述反应:CH4+H20→CO+H2CO+H20→C02+H2CnH2n+2+nH20→nCO+(2n+1)H2 以液氨为原料,经预热、蒸发成气氨,在高温(约800度)下分解得到含氢75%,含氮25%的氢氮混合气体。分解后气体中仍有少量的残余氨和水,分解气经过吸附净化后(脱除氨和水)制的高纯度的氮氢混合气。 将两个相互接近的电极于水中,在两电极间加一个直流电压,便可使水发生电解反应,从阴极附近逸出氢气,从阳极附近逸出氧气。 甲醇与水蒸气在温度、压力条件下,通过催化剂发生裂解反应和一氧化碳变换反应,生产氢和二氧化碳。这是一个多组分,多反应的催化反应系统,再经过变压吸附工艺获取纯氢。水电解的工业生产装置是电解槽。运行参数 反应压力≈0.7MPA 反应压力在1.5MPA以上 工作压力0.05MPA 温度800-850度 电解槽工作压力可达4.0MPA,出槽气体温度≈90度 工作压力1.2MPA 温度260-290度技术指标 纯度≥99% 副产物CO2 纯度39-59,可回收CO2、CO、和CH4,氢气收率可达70% 最大产量200m3/h 最高纯度39-49 可回收综合气体N2 最大产量300M3/h 最高纯度69,可回收O2 最大产量20000M3/h 纯度39-79 可回收综合气体CO、CO2 主要消耗/m3 煤0.73kg 电0.355kw/h 原料天然气0.48m3 燃料天然气0.12m3 锅炉给水1.7kg 电0.2kw/h 电1.3KW/h 液氨0.52kg/m3 脱盐水0.82Kg 电5.5Kw/h 电0.0556KW.h 甲醇0.52kg经营成本 0.6—1.2元 ≈1.9元(天然气的价格在上涨) 2.6--2.8元 5—6元 ≈1.6元技术安全环保 工艺流程较长,操作环境较差,环境污染严重,三废排放中含有大量的灰渣、酸性气体和污水 废水排放方面,排放少量的锅炉污水;废气排放方面,主要是CO2和水蒸气,基本可以排放到大气中;废渣排放方面,主要是少量的废催 化剂 1.氨分解反应温度高,在800-900℃左右进行,故反应器需要耐高温。又由于在氨分解反应区内同时存在着氨、氮、氢等气体,对反应器和换热器的材质要求较高。同时,由于反应温度高,也使得所需的热量均需采用电加热方式。这样,氨分解制氢电耗十分高。2.液氨的储运问题。液氨的贮存、运输必须采用30KG 以上的压力容器3.氨气属于易燃易爆品4.液氨有毒性,气味刺鼻,环保部门监管严格。 流程简单、运行稳定、操作简便,可实现无人值守全自动操作,并可随用氢量的变化实现负荷的自动调节。 1.甲醇属于清洁能源安全环保无毒。2.甲醇运输只需常压,运输安全,费用较低占地面积(1000m3为例)建设地点 100m x 80m 50m x 30m,受限于天然气的供应 50m x 20m(最大300m3),不存在建设地域的限制 20m x 15m,要求在合理的距离内有甲醇的供应优先领域 中大规模的制氢装置 中高要求、大规模 高精要求(电子工业)、小规模 中高要求、中小规模 山东蓝博甲醇制氢常晓菲
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