碱性电解水制氢技术目前发展的成熟,具有槽体结构简单、安全可靠、运行寿命长、操作简便、售价低廉等,是市场上主要的电解制氢方式,广泛应用于冶金、储能、食品等行业。碱性电解槽由电极、电解液、隔膜组成,电解槽内装填电解质溶液,通过隔膜将槽体分为阴、阳两室,各电极置于其中。在一定的电压下,电流从电极间通过,在阳极上产生氧气,在阴极上产生氢气,从而将水分解,制取氢气。电解槽工作温度一般为70~90℃,以KOH或NaOH水溶液为电解质。电解槽中的隔膜通常为石棉,或者为高分子复合材料,电极一般采用镍基金属材料,产生的氢气纯度在99%以上,经分离后的氢气需要脱除其中的水分和碱液。碱性电解槽一般需要降低电压增大电流以提高转化效率新型甲醇制氢催化剂的研发是实现绿色能源转化的重要途径。陕西加工甲醇制氢催化剂
高温重整制氢是一种常用的氢气生产方法,其原理主要涉及到两个步骤:重整反应和水气反应。重整反应是指将碳氢化合物(如天然气、石油、甲醇等)在高温(700-1100C和高压2-30MPa)的条件下通过催化剂的作用,将其分解为一氧化碳和氢气的混合物。这个混合物通常被称为合成气。重整反应的化学反应式如fCH4+H20-CO+3H2CnHm+nH20-nCO+in+m/2)H2在重整反应中,催化剂通常是由铭、铜、锌、铝、镍等元素组成的复合催化剂。这些元素能够促进碳氢化合物的分解,从而提高合成气的产率。水气反应是指将合成气在一定温度(200-400°C)和压力下,通过水气变换反应(CO+H20-CO2+H2)将氧化碳转化为二氧化碳和氢气的混合物。水气反应的化学反应式如下:CO+H20+CO2+H2在水气反应中,催化剂通常是氧化锌、氧化铬、氧化铜等金属氧化物催化剂。这些催化剂能够促进CO和H20的反应,从而提高氢气的产率。综上所述,高温重整制氢的原理是通过重整反应将碳氢化合物分解为一氧化碳海南甲醇制氢催化剂哪家好甲醇制氢催化剂的稳定性对于长期使用至关重要。
在当前全球应对气候变化的背景下,绿色甲醇被认为是未来较具潜力的脱碳燃料。何谓绿色甲醇?全球甲醇行业协会中国区首席赵凯指出:“关于绿色甲醇的定义,目前全球并没有明确的说法。我认为,如果能够使用可再生的原料制取甲醇,并且其全生命周期的碳足迹能够做到足够低,就可以称为绿色甲醇。”在业内看来,绿色甲醇应用领域广阔。在海运领域,绿色甲醇因为不含硫、低氮氧化物,可以替代传统的高碳船用燃料;在道路交通领域,绿色甲醇可与汽油混合或直接用于传统内燃机汽车,也可用于混合动力与燃料电池汽车;在航空领域,绿色甲醇可通过转化为喷气燃料,作为一种可持续航空燃料。
甲醇制氢工艺流程简述(1)甲醇裂解部分流程简述甲醇裂解工艺流程见图1,来自储槽的甲醇,与水洗塔底部经减压后的水在原料缓冲罐中按一定比例混合,然后经过原料计量泵加压至2.0MPa后送入甲醇预热换热器与反应产物换热升温,升温后的甲醇水溶液在进入汽化器,用高温导热油加热汽化。汽化后的甲醇、水蒸气接着进入列管式反应器,在其中催化剂的作用下分别进行下列裂解和变换反应,整个反应过程是吸热的,因而反应器和汽化器所需的热量由外部提供。由于蓄热的裂解反应和放热的变换反应同时进行,从而有效的利用了反应热消除了放热反应可能带来的热点问题。从反应器出来的转化气在与反应进料进行换热后,进入冷却器冷却至常温,在分液罐内分离回收冷凝下来的甲醇和水;然后进入水洗塔洗去转化气中夹带的残余甲醇。水洗塔后的转化气在经过分液罐分液后送PSA氢提纯工段。从水净化部分来的软化水进入缓冲罐。经水泵送至水洗塔的顶部,对反应气进行洗涤。塔顶气体经分液罐分液后进入变压吸附(PSA)部分,塔底液返回与原料甲醇混合后在进入原料缓冲罐。甲醇制氢催化剂具有良好的稳定性和催化活性,可在较低的温度下实现高效的氢气产生。
甲醇制氢工艺包括气相重整法和液相法。甲醇气相重整制氢与乙醇重整制氢和烃类制氢工艺相比,具有反应温度低(200~300℃)及氢提纯步骤少的优点,液相法是近些年研究的新方向,目前处于实验室研究阶段,未实现工业化。甲醇裂解制氢甲醇裂解反应方程式为:CH3OH↔CO+2H2。该反应为合成气制甲醇的逆反应,是吸热反应。该反应动力学的研究目前已经有很多的报导,目前研究的重点是新型高活性、选择性和稳定性催化剂的研制。甲醇裂解催化剂包括传统的Cu/ZnO催化剂、Cr-Zn催化体系、贵金属催化剂、CuCl-KCl/SiO2催化剂、分子筛和均相催化剂。但该工艺产物混合其中含有的一氧化碳含量较高,后续分离装置复杂。甲醇制氢催化剂的应用可以通过制备高效、稳定的催化剂来实现。天津大型甲醇制氢催化剂
催化剂在甲醇制氢过程中起着至关重要的作用。陕西加工甲醇制氢催化剂
加氢精制装置:加氢精制是指油品在催化剂、氢气和一定的压力、温度条件下,含硫、氮、氧的有机化合物分子发生氢解反应,烯烃和芳烃分子发生加氢饱和反应的过程。产品精制主要包括汽油加氢精制、汽油吸附脱硫(SZorb)、柴油加氢精制、航煤加氢精制等。除了汽油吸附脱硫(SZorb)外,其它三类加氢精制在工艺上大同小异,装置构成基本由反应部分,分馏部分、氢气压缩机、循环氢脱硫及公用工程部分组成。产品为精制后的汽油、柴油及航煤。加氢精制方面,国内外均有相当多的工艺及催化剂技术,其中主要体现在催化剂方面,此处就不一一罗列。汽油吸附脱硫(SZorb)装置:SZorb装置由中石化当年买断康菲石油公司发展而来。装置主要由进料与脱硫反应、吸附剂再生、吸附剂循环、产品稳定部分、装置内的公用工程部分组成。在工艺技术层面兼具催化裂化和催化重整的特点,可将汽油的硫含量轻松降至10PPM以下。陕西加工甲醇制氢催化剂
阴离子交换膜电解水技术(AEM):能够生产低成本的氢气,需突破关键材料技术限制。电解槽结构类似于PEM电解槽,主要由阴离子交换膜、过渡金属催化电极极板、气体扩散层和垫片等组成,常使用纯水或低浓度碱溶液作为电解质。阴离子交换膜可以传导氢氧根离子,并阻隔气体和电子直接在电极间传递。AEM电解水技术工作原理为,水从阳极过阴离子交换膜到阴极,接受电子产生氢气和氢氧根离子,氢氧根离子穿过阴离子交换膜到阳极,释放电子生成氧气。氢氧根穿过阴离子交换膜回到阳极并放出电子产生氧气,氧气随后通过气体扩散层与电解液一起流出。AEM电解水技术使用廉价的非贵金属催化剂和碳氢膜,具有成本低、电流密度较大等,并且可以与可再...