氢气作为能源载体,本身并不含有碳元素,其是否能发挥脱碳作用取决于其生产方式。根据可再生能源机构报道,按照氢气的来源,可以将其划分为绿氢、蓝氢和灰氢。其中,通过可再生能源电力电解水制取的氢气为绿氢,这一过程中没有二氧化碳(CO2)的产生,实现100%绿色氢气生产;通过化石燃料制取氢气(如天然气裂解制氢、含氢工业尾气提取氢气等),产生的CO2会被捕集、存储并被利用,整个过程实现CO2零排放,生产的氢气被认为是蓝氢;而通过化石燃料生产氢气,产生的CO2直接排放到大气中,生产的氢气称为灰氢。从碳中和目标的角度而言,要实现脱碳,绿氢是终的选择。优化的吸附剂配方提高了氢气回收率和纯度。福建变压吸附提氢吸附剂设计
氢气作为一种无色无味的气体,能够通过多种方式生产,根据生产过程中使用的能源和产生的环境影响可分为不同种类。绿氢是的氢能源,通过电解可再生能源来生产。由于能源来自可再生来源,绿氢被认为是应对气候变化的重要能源。当供电解用的能源来自于像风,水或太阳能这样的可再生能源时,就是绿氢。红氢与绿氢类似,也是通过电解生产的,但能源来自核电站。虽然会产生放射性废物,但这些废物可被回收,使得红氢具有绿色属性。黄氢的生产同样通过电解,但其能源来自公共电网。然而,如果电网主要依赖化石燃料,黄氢的环境影响将受到限制。绿氢,是通过风能或太阳能等可再生清洁能源发电,再利用这些清洁电能,以电解水方式制取氨气。绿氨在制取讨程中基本不产生温室气体,是目前复能发展的主要趋势,解决了氢能的来源和制职成本问题,就要考虑如何把复能送达各类应用场景并创新氢能利用方式。储存和运输,始终是人类能源利用的技术课题。复气密度小、易燃,因而体运成本高,存在安全,长期以来影响着氢能利用。天津甲醇变压吸附提氢吸附剂科学家仍在努力将地球上的太阳能、风能、海洋能等可再生能源,再度转化为氢这一清洁、高密度的能源形式。
中国氢能协会对“绿氢”作出了初步定义,“绿氢”是指通过可再生能源电解水制氢而得到的氢气,它是一种清洁能源,与传统的灰氢(通过化石燃料,煤炭、石油、天然气等,燃烧产生的氢气)有着明显的区别,“绿氢”的生产过程中使用的电力必须来自于可再生能源,如太阳能、风能、水能等。2020年12月29日,中国氢能联盟提出《低碳氢、清洁氢与可再生能源氢的标准与评价》,当中指出在单位氢气碳排放量方面,低碳氢的阈值为14.51千克二氧化碳当量/千克氢,清洁氢和可再生氢的阈值为4.9千克二氧化碳当量/千克氢,同时可再生氢要求其制氢能源为可再生能源。
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。在变压吸附过程中,吸附床内吸附剂解吸时依靠降低杂质分压实现的。
在电池室的氢气安全管理中,浓度标准的设定至关重要。过高的氢气浓度可能引发,造成严重后果。因此,我们必须严格遵守氢气安全浓度标准。根据我国GB50177-2005氢气站设计规范,氢气在空气中的界限为4%-75%体积比,而在氧气中的界限为4.5%-94%体积比。这一数据为我们设定电池室氢气安全浓度提供了重要参考。为了更直观地理解这一标准,我们可以将4%体积比的氢气浓度进行一百等分,使其对应100%LEL。这意味着,当检测仪的数值达到25%LEL时,氢气的含量相当于1%体积比,此时应启动警报,采取相应措施。电池室的氢气浓度应设定在10000ppm(百万分之一)时发出告警,即氢气浓度在1%体积比的时候产生告警。运维人员仍需采取措施,如开启排气扇、消防风机通风,并查找电池产生氢气的原因,将故障电池进行更换。氢元素并不等于氢能源。重庆新能源变压吸附提氢吸附剂
人类从未停止对低能耗、低成本氢能制取技术的探索。福建变压吸附提氢吸附剂设计
氢能是“多彩”的。根据不同制取方式,氢能可分为绿氢、灰氢、蓝氢、紫氢、金氢等。其中,灰氢来自煤炭制氢、天然气制氢、工业副产氢气,属于直接制氢,成本较低,但需要消耗煤、天然气等化石能源,会产生大量二氧化碳。目前,灰氢产量约占全球氢气产量的九成以上。蓝氢则是在灰氢基础上,将制备过程中排放的二氧化碳副产品捕获、利用和封存。紫氢是利用核能进行大规模电解水制氢。近年来,地质学家还发现了金氢,它由地下水与地下橄榄石(一种呈绿色的镁铁硅酸盐)等矿物相互作用,使水被还原为氧气和氢气。在这一过程中,氧气与矿物中的铁结合,氢气则逃逸到周围的岩石中,并利用地下矿石的石化过程不断再生氢气。金氢因其地质储藏勘测和开采难度极大,目前尚未得到充分开发利用。福建变压吸附提氢吸附剂设计
电解槽:电解槽是制氢站的设备,通过电解水制取氢气和氧气。如果电解槽的密封不良或设备损坏,可能会导致氢气泄漏。气体冷却器:在纯化后的氢气需要经过冷却器降温。如果冷却器发生泄漏,可能会造成氢气排放。为防止这种情况,应强化冷却器的设计和操作,并定期进行维护和检查。压缩机:压缩机也是制氢站中容易出现氢气泄漏的设备。设备的振动或操作不当都可能导致泄漏。储罐区:储罐区也是氢气泄漏的易发区域。如果储罐存在缺陷或维护不当,如储罐密封垫片老化、破裂,或者储罐内部腐蚀、磨损等,都可能导致氢气泄漏。充装口/卸料口:这些部件的密封性能不佳或老化可能会导致氢气泄漏。例如,阀门密封垫片老化、破裂,或者阀门操作不当都可能引...