相較于煤制氫,天然氣制氫可減少45-55%的碳排放。結(jié)合碳捕捉與封存(CCS)技術(shù),全生命周期碳強(qiáng)度可降至?e/kgH?,滿足歐盟REDII法規(guī)要求。關(guān)鍵減排措施包括:燃料切換:采用生物甲烷摻混(比較高30%體積比),降低化石碳占比工藝優(yōu)化:氧燃料燃燒技術(shù)減少煙氣體積,提升CO?捕集效率余熱利用:配置有機(jī)朗肯循環(huán)(ORC)發(fā)電模塊,能源利用率提高至78%碳捕集系統(tǒng)主要采用胺液吸收法(MEA/MDEA)或鈣循環(huán)工藝。挪威Equinor的NorthernLights項(xiàng)目示范了海上CCS集成,捕集成本降至60美元/噸。新興技術(shù)如膜分離(聚合物/金屬有機(jī)框架膜)和低溫分餾,正在突破能耗與成本瓶頸。全生命周期分析(LCA)顯示,帶CCS的天然氣制氫比灰氫(無(wú)碳捕集)減少85%碳排放,與綠氫(電解水)的碳足跡差距縮小至30%以內(nèi),在經(jīng)濟(jì)性上更具競(jìng)爭(zhēng)力。 蒸汽重整常用鎳基催化劑,鎳具有良好的催化活性和選擇性,能降低反應(yīng)活化能。甲醇裂解天然氣制氫設(shè)備生產(chǎn)廠家
天然氣制氫設(shè)備根據(jù)工藝需求分為多種類型。大型制氫裝置主要采用頂燒爐、側(cè)燒爐和梯臺(tái)爐等重整爐型。頂燒爐因燃燒器布置在輻射室頂部,具有熱效率高、占地面積小、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)勢(shì),成為新建工廠的優(yōu)先。側(cè)燒爐和梯臺(tái)爐因歷史原因在存量裝置中仍有應(yīng)用,但新建項(xiàng)目已較少采用。此外,部分氧化制氫設(shè)備通過(guò)天然氣與氧氣不完全氧化反應(yīng),在1300-1400℃高溫下生成合成氣,具有能耗低、設(shè)備投資高的特點(diǎn);自熱重整制氫設(shè)備則耦合放熱燃燒反應(yīng)與吸熱重整反應(yīng),實(shí)現(xiàn)自供熱,簡(jiǎn)化工藝流程。福建節(jié)能天然氣制氫設(shè)備在天然氣制氫過(guò)程中,催化劑對(duì)反應(yīng)的進(jìn)行至關(guān)重要。
天然氣蒸汽重整制氫設(shè)備是當(dāng)前工業(yè)領(lǐng)域大規(guī)模制取氫氣的主流裝置,其**由原料預(yù)處理系統(tǒng)、蒸汽重整反應(yīng)系統(tǒng)、變換反應(yīng)系統(tǒng)和氫氣提純系統(tǒng)四大部分構(gòu)成。在原料預(yù)處理階段,天然氣需先通過(guò)脫硫塔,利用氧化鋅、活性炭等脫硫劑脫除其中的硫化氫等含硫雜質(zhì),避免后續(xù)催化劑中毒。經(jīng)預(yù)處理后的天然氣與水蒸氣按一定比例混合,進(jìn)入蒸汽重整反應(yīng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)中的設(shè)備為轉(zhuǎn)化爐,轉(zhuǎn)化爐內(nèi)設(shè)有多根反應(yīng)管,管內(nèi)裝填鎳基催化劑,外部通過(guò)天然氣或其他燃料供熱,使反應(yīng)溫度維持在800℃-1000℃,在此高溫下,天然氣中的甲烷與水蒸氣發(fā)生重整反應(yīng)生成氫氣和一氧化碳。反應(yīng)后的粗合成氣進(jìn)入變換反應(yīng)系統(tǒng),在鐵-鉻系或銅-鋅系催化劑作用下,一氧化碳與水蒸氣發(fā)生變換反應(yīng),進(jìn)一步生成氫氣和二氧化碳,提高氫氣產(chǎn)率。通過(guò)變壓吸附(PSA)裝置或膜分離設(shè)備對(duì)混合氣進(jìn)行提純,去除二氧化碳、一氧化碳、甲烷等雜質(zhì),獲取純度高達(dá)的氫氣。這類設(shè)備的優(yōu)勢(shì)在于產(chǎn)能大,單套裝置日產(chǎn)氫氣可達(dá)數(shù)千立方米,但能耗較高且碳排放量大,通常需要配套碳捕集裝置以降低環(huán)境影響,適用于對(duì)氫氣需求量巨大的化工、煉油等行業(yè)。
天然氣制氫成本下降,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力增強(qiáng)隨著技術(shù)進(jìn)步和規(guī)模效應(yīng)顯現(xiàn),天然氣制氫成本近年來(lái)持續(xù)下降。據(jù)行業(yè)研究機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)顯示,過(guò)去兩年內(nèi),天然氣制氫的平均成本下降了 15%。成本下降主要得益于多個(gè)方面。一方面,高效制氫設(shè)備的研發(fā)和應(yīng)用,提高了生產(chǎn)效率,降低了單位氫氣的能耗;另一方面,企業(yè)通過(guò)優(yōu)化供應(yīng)鏈管理,降低了天然氣采購(gòu)成本。此外,催化劑技術(shù)的革新延長(zhǎng)了催化劑使用壽命,減少了更換頻率,進(jìn)一步降低了運(yùn)營(yíng)成本。成本的降低使得天然氣制氫在與其他制氫方式的競(jìng)爭(zhēng)中更具優(yōu)勢(shì),有望在未來(lái)大規(guī)模應(yīng)用于能源、化工等領(lǐng)域,推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展天然氣制氫設(shè)備可以在較短的時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)出大量的氫氣,滿足不同領(lǐng)域的需求。
天然氣制氫的市場(chǎng)前景:天然氣制氫在當(dāng)前能源市場(chǎng)前景廣闊。隨著全球向低碳能源轉(zhuǎn)型,氫氣作為清潔的能源載體,市場(chǎng)需求持續(xù)攀升。天然氣制氫憑借其成熟的技術(shù)、豐富的原料資源和成本優(yōu)勢(shì),在制氫市場(chǎng)中占據(jù)重要份額。預(yù)計(jì)在未來(lái)5-10年內(nèi),隨著燃料電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,以及化工行業(yè)對(duì)氫氣需求的穩(wěn)定增長(zhǎng),天然氣制氫在工業(yè)氫氣供應(yīng)市場(chǎng)的份額有望從目前的30%-40%進(jìn)一步提升。尤其是在天然氣資源豐富且基礎(chǔ)設(shè)施完善的地區(qū),天然氣制氫將迎來(lái)更大的發(fā)展機(jī)遇,為能源轉(zhuǎn)型和產(chǎn)業(yè)升級(jí)注入強(qiáng)勁動(dòng)力。天然氣制氫面臨的挑戰(zhàn):盡管天然氣制氫優(yōu)勢(shì)明顯,但也面臨諸多挑戰(zhàn)。一方面,天然氣作為化石能源,制氫過(guò)程會(huì)產(chǎn)生二氧化碳排放,在全球碳減排的大趨勢(shì)下,如何降低碳排放,開發(fā)碳捕獲與封存(CCS)或碳捕獲、利用與封存(CCUS)技術(shù),是亟待解決的問(wèn)題。另一方面,隨著可再生能源制氫技術(shù)的興起,如風(fēng)電、光伏電解水制氫,天然氣制氫面臨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)壓力。如何進(jìn)一步提升自身效率、降低成本,突出優(yōu)勢(shì),是行業(yè)需要思考的方向。此外,天然氣價(jià)格受市場(chǎng)波動(dòng)影響,可能導(dǎo)致制氫成本不穩(wěn)定,影響企業(yè)的長(zhǎng)期規(guī)劃與決策,只有克服這些挑戰(zhàn)。 氫氣的輸運(yùn)是氫能產(chǎn)業(yè)能否大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵因素。寧夏哪些天然氣制氫設(shè)備
天然氣制氫是眾多利用天然氣作為原料進(jìn)行加工產(chǎn)品的其中一種,利用天然氣制氫進(jìn)行生產(chǎn)和開發(fā)。甲醇裂解天然氣制氫設(shè)備生產(chǎn)廠家
天然氣制氫項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性取決于原料成本、裝置規(guī)模及碳價(jià)三重因素。以年產(chǎn)10萬(wàn)噸氫氣裝置為例,當(dāng)天然氣價(jià)格3時(shí),完全成本約為3,其中原料占比70%、能耗18%、碳成本12%。敏感性分析顯示,天然氣價(jià)格每上漲10%,制氫成本增加3;碳價(jià)從50元/噸升至200元/噸時(shí),成本增幅達(dá)3。規(guī)模效應(yīng),5萬(wàn)Nm3/h裝置單位投資成本為3,而50萬(wàn)Nm3/h裝置可降至3。對(duì)比煤制氫(3)和電解水制氫(3),天然氣制氫在中等規(guī)模場(chǎng)景中更具競(jìng)爭(zhēng)力。某煉化項(xiàng)目測(cè)算表明,當(dāng)氫氣售價(jià)3時(shí),投資回收期*需,內(nèi)部收益率達(dá)18%。 甲醇裂解天然氣制氫設(shè)備生產(chǎn)廠家