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1、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10000-20000M35000M3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- 1000C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
2、汽反应转化制 得氢气。主要发生下述 反应: CH4+H20CO+H2 CO+H20C02+H2 CnH2n2+nH20nCO+ (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
3、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、 C
4、O2 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0.61.2元 1.9元(天然气的价格 在上涨) 2.6-2.8元56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
5、 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