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澳门402永利com: 氢气作为一种重要的化工原料,你知道它都有哪些生产方法吗?

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澳门402永利com:氢气作为一种重要的化工原料,你知道它都有哪些生产方法吗?

发布日期:2020-04-07 作者:甘肃化工原料 点击:

我们日常生活中用的很多东西基本都是化学合成的,那你氢气知道它都有哪些生产方法吗?甘肃化工原料的技术人员给您介绍一下,氢气是一种清洁的二次能源,氢气来源是能源产业发展的首要问题,因此制氢技术备受行业关注。目前业内研究提出的制氢方式很多,包括采用化石资源(煤、石油、天然气)和可再生资源(水、生物质、太阳能等)生产氢气,但在工业上能够实现规模化、具有经济性、占据主导地位的制氢原料仍是煤和天然气等化石原料,如何利用我国现有的化石资源禀赋条件,研究开发工业上切实可行的制氢工艺技术,具有十分重要的现实意义。

工业制氢生产技术有煤气化法、甲烷蒸汽转化法、重油部分氧化法、甲醇蒸汽转化法、水电解法、副产含氢气体回收法以及生物质气化制氢等。

目前,大规模制氢仍以煤和天然气为主,全球氢气生产92%采用煤和天然气,约7%来自于工业副产物,只有1%来自于电解水。近年来由于煤制氢、天然气制氢技术的大规模应用,基于石油替代及经济性方面的原因,重油(常、减压渣油及燃料油等)部分氧化制氢技术在工业上已经很少采用。

煤制氢

煤气化制氢是工业大规模制氢的首选方式之一,其具体工艺过程是煤炭经过高温气化生成合成气(H2+CO)、CO与水蒸气经变换转变为H2+CO2、脱除酸性气体(CO2+SO2)、氢气提纯等工艺环节,可以得到不同纯度的氢气。

传统煤气化制氢工艺具有技术成熟、原料成本低、装置规模大等特点,但其设备结构复杂、运转周期相对短、配套装置多、装置投资成本大,而且气体分离成本高、产氢效率偏低、CO2排放量大。与煤气化工艺一样,炼厂生产的石油焦也能作为气化制氢的原料?澳门402永利com-澳门402com永利平台登录?这是石油焦高附加值利用的重要途径之一。煤/石油焦制氢工艺还能与煤整体气化联合循环工艺(IGCC)有效结合,实现氢气、蒸汽、发电一体化生产,提升炼厂效益。

煤气化制氢技术已有一百余年发展历史,可分为三代技术:

第一代技术是德国在20世纪20~30年代开发的常压煤气化工艺,典型工艺包括碎煤加压气化Lurgi炉的固定床工艺、常压Winkler炉的流化床和常压KT炉的气流床等,这些工艺都以氧气为气化剂,实行连续操作,气化强度和冷煤气效率得到极大提高。

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第二代技术是20世纪70年代由德国、美国等国家在第一代技术的基础上开发的加压气化工艺,典型工艺包括Shell、Texaco、BGL、HTW、KRW气化工艺等。我国煤气化制氢工艺主要用于合成氨的生产,多年来开发了一批具有自主知识产权的先进煤气化技术,如多喷嘴水煤浆气化技术、航天炉技术、清华炉技术等。

第三代技术主要澳门402永利com-澳门402com永利平台登录有煤催化气化、煤等离子体气化、煤太阳能气化和煤核能余热气化等,目前仍处于实验室研究阶段。

天然气蒸汽转化制氢

天然气制氢是北美、中东等地区普遍采用的制氢路线。工业上由天然气制氢的技术主要有蒸汽转化法、部分氧化法以及天然气催化裂解制氢。

01、天然气蒸汽转化制氢

蒸汽转化法是在催化剂存在及高温条件下,使甲烷等烃类与水蒸气发生重整反应,生成H2、CO等混合气体,该反应是强吸热反应,需要外界供热(天然气燃烧)

天然气水蒸气重整制氢技术成熟,广泛应用于生产合成气、纯氢和合成氨原料气的生产,是工业上最常用的制氢方法。天然气蒸汽重整反应要求在750~920℃高温下进行,反应压力2~3MPa,催化剂通常采用Ni/Al2O3。工业生产过程中的水蒸气和甲烷的摩尔比一般为3~5,生成的H2/CO比约为3,甲烷蒸汽转化制得的合成气进入水气变换反应器,经过高低温变换反应将CO转化为CO2和额外的氢气,以提高氢气产率。

02、甲烷部分氧化法制氢

部分氧化法是由甲烷等烃类与氧气进行不完全氧化生成合成气:

该过程可自热进行,无需外界供热,热效率较高。但若用传统的空气液化分离法制取氧气,则能耗太高,近年来国外开发出用富氧空气代替纯氧的工艺。

天然气经过压缩、脱硫后,先与蒸汽混合预热到约500℃,再与氧或富氧空气(也预热到约500℃)分两股气流分别从反应器顶部进入反应器进行部分氧化反应,反应器下部出转化气,温度为900~1000℃,氢含量50%~60%。该工艺是利用反应器内热进行烃类蒸汽转化反应,因而能广泛地选择烃类原料并允许较多杂质存在(重油及渣油的转化大都采用部分氧化法),但需要配置空分装置或变压吸附制氧装置,投资高于天然气蒸汽转化法。

甘肃化工原料的技术人员总结: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,可在高温下从空气中分离出纯氧,避免氮气进入合成气,这与传统的蒸汽重整制氢相比,工艺能耗显著降低,可在一定程度上降低投资成本。

本文网址:http://www.dogochienthang.com/news/499.html

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