新能源天然气制氢设备设计

    天然气脱硫制氢技术：辽河油田在原合成氨造气工艺基础上对转化炉脱硫变换、热量回收系统等进行了大胆尝试，采用创新装置，比老工艺大为减少天然气消耗也降低约1/3。技术特点:天然气加压脱硫后与水蒸汽在装填有催化剂的特殊转化炉裂解重整,生成氢气、二氧化碳和一氧化碳的转化气，回收部分热量后，经变换降低转化气中CO含量变换气再通过变压吸附(PSA)提纯得到氢气。口口主要性能指标。在一定压力下，利用活性碳、分子筛、氧化铝多种吸附剂组成的复合吸附床，将甲醇裂解气、合成氨驰放气、炼油厂的催化裂化干气、变换气、水煤气和半水天然气制氢工艺流程-提高气体分离质量-佳优气能源煤气等各种含氨气源中杂质组分在较低压力下选择吸附，难吸附的氢从吸附塔出口作为产品气输出，以达到提纯氢气目的。 随着技术的不断进步，制氢设备的效率和产量不断提高，成本也在逐渐降低。新能源天然气制氢设备设计

随着燃料电池技术的发展与应用，氢作为燃料电池的燃料，在未来能源结构中的地位将日益重要，各发达***越来越重视对氢能的发展。近期氢能发展主要以化石燃料为原料实现廉价氢的生产，而从建立燃料电池汽车加氢站和提供分散氢源方面考虑，则要求有先进的小规模天然气现场制氢与气体纯化技术。目前，约96%的氢是以煤、石油和天然气等化石资源制取的，其中采用天然气（主要成分是甲烷）制氢更为经济与合理。现有的天然气制氢技术主要包括天然气的水蒸气重整，自热重整以及部分氧化重整等。宁夏推广天然气制氢设备天然气制氢设备的使用还可以减少对传统能源的依赖，降低对环境的污染，具有良好的环保效益。

蒸气转化是在催化剂存在及高温条件下，使甲烷与水蒸气反应，生成H,、CO等混和气，该反应是强吸热的，需要外界供热。蒸气转化工序的关键设备是主转化炉。原料在进人主转化炉之前需要在预转化炉中进行预转化。预转化可将天然气中的重碳氢化合物全部转化为甲烷和CO，从而可降低主转化炉结焦的可能性。同时可将原料气中残余的硫全部除去，使转化炉催化剂不会发生硫中毒，延长催化剂的使用寿命。CO变化是使来自蒸气转化单元的混和气体在装有催化剂的变换炉中进行水煤气反应，CO进一步与水蒸气反应，大部分CO转化为CO和H，。其工艺一般按照变换温度可分为高温变换和中温变换。变换后的气体经冷却后，分离工艺冷凝液后，气体送氢气提纯工艺。氢气提纯的方法包括冷凝-低温吸附法，低温吸收-吸附法，变压吸附法(PSA)，把膜扩散法等。目前氢气提纯普遍使用的方法是变压吸附法，PSA技术具有能耗低，产品纯度高，工艺流程简单等。吸附塔内的吸附剂吸附除氢气以外的其它杂质而使氢气得以净化，净化后的氢气纯度可达到99.9%-99.99%。

天然气水蒸气重整在合成氨工业中应用十分，但在加氢站规模，天然气水蒸气重整和变压吸附（PSA）分离净化氢气的整套装置投资以及制氢成本都会大幅度增加。天然气的自热重整，部分氧化重整的共同特点是系统中需要有制纯氢的设备，并且产品气是CO、CO2和H2的混合气，仍需经过变换反应和氢气的分离过程。因此，现有的天然气水蒸气重整制氢和常规的深冷分离或变压吸附分离净化氢技术，不是很适于加氢站对小规模制氢装置的需求，研究开发制氢新工艺，缩短流程，简化操作单元，可以减少小规模现场制氢装置投资和制氢成本。天然气制氢设备的重要技术是催化剂，通过催化剂的作用，可以将天然气中的甲烷转化为氢气和二氧化碳。

截至目前已经运营了5年多的北非马里Bourakebougou氢井，氢气天然浓度约98%，开采成本约3.5元/kg。另据西班牙天然氢开采企业HeliosAragon披露，天然氢开采的盈亏平衡成本可能在3.5-5元/kg之间。天然氢的存在形式相对多样，气液固皆存。现有相关文献中，根据天然氢在地球内部的赋存状态初步将之分为游离态、包裹体、溶解氢三大类。游离态一般指气态，是目前国内外勘探到的主要天然氢来源，一般分布在浅层地表中，可以在地下岩石或地层孔隙裂隙中自由扩散运移，有时会逸出地面。包裹体指包裹或吸附在岩石内的氢，一般分布在压力较高的深层地质中，随着地质变动、矿物开采等而被发掘出来，如煤盆地、沉积岩或变质岩、岩盐矿床等。溶解氢，即溶解在水中的氢气，一般在氢矿藏周围的地下水中有较多存在。制氢设备在生产过程中会产生大量的副产物，需要进行分离和处理，以避免对环境造成污染。天然气天然气制氢设备费用

天然气制氢设备的生产和使用可以促进能源转型和可持续发展，为人类社会的未来发展提供更多的选择和可能性。新能源天然气制氢设备设计

天然气制氢的工艺流程由原料气处理、蒸汽转化、CO变换和氢气提纯四大单元组成。原料气处理单元主要是天然气的脱硫，采用MnO和ZnO脱硫剂脱去H2S和SO2。。水蒸气为氧化剂，在镍催化剂的作用下将烃类物质转化，得到制取氢气的转化气。转化炉的型式、结构各有特点，上、下集气管的结构和热补偿方式以及转化管的固定方式也不同。虽然对流段换热器设置不同，在蒸汽转化单元都采用了高温转化和相对较低水碳比的工艺操作参数设置有利于转化深度的提高，从而节约原料消耗。CO变换单元。转化炉送來的原料气，含一定量的CO，变换的作用是使CO在催化剂存在的条件下，与水蒸汽反应而生成CO2和H2。按照变换温度分，变换工艺可分为高温变换（350～400℃）和中温变换（低于300～350℃）。近年来，由于注重对资源的节约，在变换单元的工艺设置上，开始采用CO高温变换加低温变换的两段变换工艺设置，以近一步降低原料的消耗。新能源天然气制氢设备设计