在制氢设备中,氢气的纯化可以通过物理或化学的方法来实现,常见的氢气纯化技术有变压吸附提纯、膜分离提纯、低温分离提纯、化学提纯、金属氢化法、氢化脱氢法等。需要注意的是,不同的制氢设备可能采用不同的纯化方法,具体选择取决于设备规模、原料气成分、纯化要求等因素。1,变压吸附(PSA)是通过吸附剂在 下吸附氢气中的杂质,然后在低压下解吸的提纯方法,适用于大规模制氢设备。2,膜分离作为一种常用的提纯技术,包括钯膜扩散法和有机中空纤维膜扩散法,是利用特殊的膜材料,通过选择性渗透的原理,将氢气与其他气体分离,适用于中小规模制氢设备。3,低温分离提纯则是基于氢与其他气体沸点差异大的原理,由于氢气在低温下会产生冷凝液化现象,而其他杂质气体则仍保持气态,从而实现氢气的纯化。这种方法需要消耗大量的能量,因此成本较高。4,化学提纯是指通过化学反应将氢气中的杂质转化为其他物质,从而实现氢气的纯化。 催化剂的优化提高了氢气纯度和产率。云南新能源甲醇制氢催化剂
我国将近30%碳排放来源于工业用能(不含电网供电),氢能利用是冶金、化工、炼油等工业部门进行深度脱碳的有效途径。中国钢铁行业90%以上的产能是采用高炉(BOF)技术生产的长流程钢,利用氢气的高还原性,直接用氢气代替煤炭作为高炉的还原剂,可减少乃至完全避免钢铁生产过程中的二氧化碳排放。化工、炼化行业中,氢可用作合成氨、合成甲醇的工业原料,或在石油炼化过程中作为加氢精制、加氢裂化的原料。可再生能源制氢耦合冶金、化工、炼油等工业用户,可助力工业部门实现深度脱碳河南耐高温甲醇制氢催化剂苏州科瑞催化剂,精确催化甲醇制氢反应。
阴离子交换膜电解水技术(AEM):能够生产低成本的氢气,需突破关键材料技术限制。电解槽结构类似于PEM电解槽,主要由阴离子交换膜、过渡金属催化电极极板、气体扩散层和垫片等组成,常使用纯水或低浓度碱溶液作为电解质。阴离子交换膜可以传导氢氧根离子,并阻隔气体和电子直接在电极间传递。AEM电解水技术工作原理为,水从阳极过阴离子交换膜到阴极,接受电子产生氢气和氢氧根离子,氢氧根离子穿过阴离子交换膜到阳极,释放电子生成氧气。氢氧根穿过阴离子交换膜回到阳极并放出电子产生氧气,氧气随后通过气体扩散层与电解液一起流出。AEM电解水技术使用廉价的非贵金属催化剂和碳氢膜,具有成本低、电流密度较大等,并且可以与可再生能源耦合。目前AEM技术还处于研发阶段,发展程度将取决于催化剂、聚合物膜、膜电极等关键材料技术的突破情况。
当前,能源行业正在进行变革,处于新旧能源转换和低碳化、绿色化转型的关键时期。世界各国致力于建立清洁、低碳的能源体系。在此背景下,可再生能源、非常规油气、储能、氢能、CCUS(碳捕集、利用与封存)等新兴能源技术的发展应用,已经成为全球能源向绿色低碳转型的驱动力。氢能被誉为21世纪发展前景的二次能源。作为链接化石能源与非化石能源的重要媒介,氢能具有环境友好性、利用制取多样性等特点,被认为是未来能源转型的重要方向之一。作为宇宙中最常见的元素之一,氢以气态、液态、固态等不同形式存在于自然界中,其开发潜力巨大。通过不断的技术创新、政策支持和产业合作,可以进一步挖掘氢能的潜力,推动其在交通、工业、建筑和电力等多个领域的应用,为推动经济可持续发展作出贡献。发展氢能已成为全球应对气候变化和加快能源转型的重要战略支撑。在全球气候加速变化的情境下,氢能逐渐被视为实现碳中和目标的关键燃料。
氢元素储量丰富,来源广,能够满足大规模应用需求。氢占宇宙质量的75%,也是地球的重要组成元素之一。氢气可以通过水电解、化石燃料重整等方法制取,氯碱、焦化、冶金等工业企业也有大量副产氢气。特别是基于可再生能源发电耦合电解水制取氢气,实现了全生命周期的绿色清洁,是可再生能源实现大规模应用的关键路径之一。氢的运输手段也十分灵活,既可以通过的交通工具如氢气运输车、氢气船等进行运输,也可以通过专门的输氢管道进行长距离输送。此外,氢气还可以以一定比例掺入现有的天然气管道,通过在管道下游分离出氢气的形式进行输送。这种方式不仅可以利用现有的基础设施,降低运输成本,还能够在一定程度上天然气资源紧张的问题。氢能利用的理想状态是“绿氢”。河南耐高温甲醇制氢催化剂
苏州科瑞甲醇制氢催化剂,开启高效制氢新篇。云南新能源甲醇制氢催化剂
天然气制氢的副产品有从氯碱工业副产气、煤化工焦炉煤气、合成氨产生的尾气。绝热条件下,天然气制氢,这种天然气制氢方式更适用于小规模的制取氢。天然气绝热转化制氢将空气作为氧气来源,同时利用含氧分布器可以解决催化剂床层热点问题和能量的分配,随着床层热点的降低,催化材料的反应稳定性也得到较大的提高。天然气绝热转化制氢工艺流程简单、操作方便,当制氢规模较小的时候可以减少氢成本和相应的制氢设备的。天然气部分氧化制氢的反应器采用的是高温无机陶瓷透氧膜,与传统的蒸汽重整制氢的方式相比较来说,天然气部分氧化制氢工艺所消耗的能量更加少,因为它采用的是一些价格低廉的耐火材料组成的反应器。云南新能源甲醇制氢催化剂
阴离子交换膜电解水技术(AEM):能够生产低成本的氢气,需突破关键材料技术限制。电解槽结构类似于PEM电解槽,主要由阴离子交换膜、过渡金属催化电极极板、气体扩散层和垫片等组成,常使用纯水或低浓度碱溶液作为电解质。阴离子交换膜可以传导氢氧根离子,并阻隔气体和电子直接在电极间传递。AEM电解水技术工作原理为,水从阳极过阴离子交换膜到阴极,接受电子产生氢气和氢氧根离子,氢氧根离子穿过阴离子交换膜到阳极,释放电子生成氧气。氢氧根穿过阴离子交换膜回到阳极并放出电子产生氧气,氧气随后通过气体扩散层与电解液一起流出。AEM电解水技术使用廉价的非贵金属催化剂和碳氢膜,具有成本低、电流密度较大等,并且可以与可再...