氢能-燃料电池-电堆-中国氢能与燃料电池网企业最佳宣传推广平台

歡迎您訪問中國氫能與燃料電池網(wǎng)
制氫   |  儲(chǔ)氫   |  運(yùn)氫   |  加氫   |  燃料電池   |  氫能汽車   |  冶金   |  其他
當(dāng)前位置: 中國氫能與燃料電池網(wǎng)>技術(shù)應(yīng)用 >制氫 > 煤制氫工藝技術(shù)

煤制氫工藝技術(shù)

2023-08-01 來源:化說氫能 瀏覽數(shù):2041

煤制氫技術(shù),可以簡(jiǎn)稱為CTG(coal to gas),其發(fā)展已經(jīng)有200年歷史,在中國也有近100年歷史。以煤為原料制取氫氣的方法有兩種:一

煤制氫技術(shù),可以簡(jiǎn)稱為CTG(coal to gas),其發(fā)展已經(jīng)有200年歷史,在中國也有近100年歷史。

以煤為原料制取氫氣的方法有兩種:一是煤的焦化(或稱高溫干溜),二是煤的氣化。

煤的焦化是指煤在隔絕空氣條件下,在900-1000℃制取焦炭,副產(chǎn)焦?fàn)t煤氣。焦?fàn)t煤氣組成中含氫氣55%-60%(體積分?jǐn)?shù))、甲烷23%-27%、一氧化碳6%-8%等。每噸煤可得煤氣300-350m?,可作為城市煤氣,亦是制取H2的原料。

煤的氣化是指煤在高溫常壓或加壓下,與氣化劑反應(yīng)轉(zhuǎn)化為氣體產(chǎn)物。氣化劑為水蒸氣或氧氣(空氣),氣體產(chǎn)物中含有H2等組分,其含量隨不同氣化方法而異。氣化的目的是制取化工原料或城市煤氣,所制得煤氣組成為氫氣37%-39%(體積分?jǐn)?shù))、一氧化碳17%-18%、二氧化碳32%、甲烷8%-10%。

01傳統(tǒng)煤制氫技術(shù)

氫的開發(fā)利用首先要解決的是氫源問題。我國是以煤炭為主要能源的國家,煤炭資源十分豐富,以煤炭為原料制取廉價(jià)氫源供應(yīng)終端用戶,集中處理有害廢物將污染降到最低水平,是具有中國特色的制氫路線,在一段時(shí)間內(nèi)將是中國氫能發(fā)展的一條現(xiàn)實(shí)之路。

傳統(tǒng)煤制氫過程可以分為直接制氫和間接制氫。煤的直接制氫包括煤的焦化和氣化。間接制氫過程是指將煤首先轉(zhuǎn)化為甲醇,再由甲醇重整制氫。

02煤氣化制氫工藝

煤氣化制氫是先將煤炭氣化得到H2和CO為主要成分的氣態(tài)產(chǎn)品,然后經(jīng)過凈化、CO變換和分離、提純等處理而獲得一定純度的產(chǎn)品氫。

煤的氣化

用煤制取H2的關(guān)鍵核心技術(shù)是先將固體的煤轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)產(chǎn)品,即經(jīng)過煤氣化技術(shù),然后進(jìn)一步轉(zhuǎn)換制取H2。氣化過程是煤炭的一個(gè)熱化學(xué)加工過程,包括一系列物理、化學(xué)變化。一般分為干燥、熱解、氣化和燃燒四個(gè)階段。干燥屬于物理變化,隨著溫度的升高,煤中的水分受熱蒸發(fā),其他屬于化學(xué)變化。

煤在氣化爐中干燥以后,隨著溫度的進(jìn)一步升高,煤分子發(fā)生熱分解反應(yīng),生成大量揮發(fā)性物質(zhì)(包括干餾煤氣、焦油和熱解水等),同時(shí)沒黏結(jié)成半焦。煤熱解后形成的半焦在更高溫度下與通入氣化劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成以CO、H2、甲烷及二氧化碳、氮?dú)狻⒘蚧瘹洹⑺葹橹饕煞值臍鈶B(tài)產(chǎn)物,即粗煤氣。氣化反應(yīng)包括很多化學(xué)反應(yīng),主要是碳、水、氧、氫、一氧化碳、二氧化碳相互間的反應(yīng),其中碳與氧的反應(yīng)又稱燃燒反應(yīng),提供氣化過程的熱量。

一氧化碳變換:一氧化碳變換作用是將煤氣化產(chǎn)生的合成氣中一氧化碳變換成H2和CO2,調(diào)節(jié)氣體成分,滿足后部工序的要求。CO變換技術(shù)依據(jù)變換催化劑的發(fā)展而發(fā)展,變換催化劑的性能決定了變換流程及其先進(jìn)性。

采用Fe-Cr系催化劑的變換工藝,操作溫度再350-550℃,稱為中、高溫變換工藝。其操作溫度較高,原料氣經(jīng)變換后CO的平衡濃度高。但其抗硫能力差,適用于總硫含量低于80*10的負(fù)六次方氣體。

采用Cu-Zn系催化劑的變換工藝,操作溫度再200-280℃,稱寬溫耐硫變換工藝。其操作溫區(qū)較寬,特別適合高濃度CO變換且不易超溫。

Co-Mo系變換催化劑的抗硫能力極強(qiáng),對(duì)硫無上限要求。

在煤炭制氫裝置中,一般CO變換均采用耐硫變換工藝。

酸性氣體脫除技術(shù):煤氣化合成氣經(jīng)CO變換后,主要為含H2、CO2,以脫除CO2為主要任務(wù)的酸性氣體脫除方法主要有溶液物理吸收、溶液化學(xué)吸收、低溫蒸餾和吸附四大類,其中以溶液物理吸收和化學(xué)吸收最為普遍。

溶液物理吸收法適用于壓力較高的場(chǎng)合,化學(xué)吸收法適用于壓力相對(duì)較低的場(chǎng)合。國外應(yīng)用較多的溶液物理吸收法主要有低溫甲醇洗法,應(yīng)用較多的化學(xué)吸收法主要有熱鉀堿法和MDEA(N-甲基二乙醇胺)法。國內(nèi)應(yīng)用較多的液體物理吸收法主要有低溫甲醇洗法、NHD(聚乙二醇二甲醚)法、碳酸丙烯酯法,應(yīng)用較多的化學(xué)吸收法主要是熱鉀堿法和MDEA法。

氫氣提純技術(shù):目前粗H2提純的主要方法有深冷法、膜分離法、吸收-吸附法、鈀膜擴(kuò)散法、金屬氫化物法及變壓吸附法等。在規(guī)模化、能耗、操作難易程度、產(chǎn)品氫純度、投資等方面都具有較大綜合優(yōu)勢(shì)的分離方法是變壓吸附法(PSA)。

PSA技術(shù)是利用固體吸附劑對(duì)不同氣體的吸附選擇性及氣體在吸附劑上的吸附量隨壓力變化而變化的特性,在一定壓力吸附,通過降低被吸附氣體分壓被吸附氣體解吸的氣體分離方法。目前國內(nèi)PSA技術(shù)在吸附劑、工藝、控制、閥門等諸多方面做了大量的改進(jìn)工作,已跨入國際先進(jìn)行列。

“三廢”處理:氣化過程中產(chǎn)生的灰渣可填埋處理;灰水經(jīng)過本裝置預(yù)處理后,達(dá)到送污水處理場(chǎng)指標(biāo),繼續(xù)處理后達(dá)標(biāo)排放或回用標(biāo)準(zhǔn);酸性氣脫除過程產(chǎn)生的硫化氫送往硫黃回收裝置制硫黃;變換氣經(jīng)二氧化碳脫除塔產(chǎn)生較高純度(達(dá)到97%)的二氧化碳?xì)怏w,采用冷卻吸附工藝,繼續(xù)提純可生產(chǎn)市場(chǎng)需求的工業(yè)級(jí)和食品級(jí)二氧化碳,或進(jìn)一步處理減少往大氣的排放。

03煤炭地下氣化制氫

煤炭地下氣化(UCG,undergrand coal gasification)就是將處于地下的煤炭直接進(jìn)行有控制的燃燒,通過對(duì)煤的熱作用及化學(xué)作用而產(chǎn)生可燃?xì)怏w的過程。

煤炭地下氣化技術(shù)大大減少了煤炭開采和使用過程中對(duì)環(huán)境的破環(huán),因?yàn)榈叵職饣紵蟮幕以粼诘叵拢瑴p少了地表下沉,無固體物質(zhì)排放,煤氣可以集中凈化。地下氣化煤氣可作為燃?xì)庵苯用裼煤桶l(fā)電,也還可用于提取純氫或作為合成油、二甲醚、氨、甲醇的原料氣,具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

但地下情況不明給地下煤氣化工程帶來很大難度,特別是建成的示范工程是否長期、可靠、穩(wěn)定地供氣是不容忽視的問題。

04電解煤水制氫

電解煤水技術(shù)著重研究用少量的電能利用陽極催化劑直接電解煤水制高純H2,其技術(shù)提升受到槽壓、煤種類、煤漿濃度、煤顆粒大小、電解質(zhì)膜材料、電解電位、溫度、酸濃度、攪拌速率等影響。其特點(diǎn)在于電解效率高、用電量少;降低CO2引起的溫室效應(yīng);環(huán)境污染小;氣體產(chǎn)物無須分離;設(shè)備簡(jiǎn)單、條件溫和;裝置小型化。

我國煤炭資源豐富,這一新型制氫技術(shù)不僅可以清潔、高效地利用煤炭資源,極大程度地減少環(huán)境污染,并且可以減少對(duì)其他國家燃料的依賴性,加強(qiáng)國家保障。另外可以在水力發(fā)電用電低潮及大城市電網(wǎng)“波谷”時(shí)儲(chǔ)備能量,作為城市交通所用的燃料電池汽車的氫源。

但煤漿電解制氫離工業(yè)化仍然有相當(dāng)距離,有不少問題亟待解決。

05超臨界煤水制氫

我國具有“富煤、少氣、貧油”的能源結(jié)構(gòu),按我國煤種分類,其中煉焦煤類占27.65%,非煉焦煤類占72.35%,煉焦煤包括氣煤、肥煤、主焦煤、瘦煤等;非煉焦煤包括無煙煤、貧煤、弱堿煤、不繳煤、長焰煤、褐煤、天然焦等,其中褐煤占12.76%。

褐煤是煤化程度最低的礦產(chǎn)煤。具有水分大(15%-60%),揮發(fā)成分高(>40%),含游離腐殖酸,空氣中易風(fēng)化碎裂、燃點(diǎn)低(270℃)的特點(diǎn)。從煤中,特別是褐煤等低階煤中獲取氣體及液體燃料可減少對(duì)化石燃油及天然氣等的依賴。

超臨界水環(huán)境下進(jìn)行低溫催化煤氣化制造清潔能源H2是對(duì)褐煤等資源高效利用的一種方法。其中優(yōu)化液化過程、催化加氫反應(yīng)機(jī)理、油品的提質(zhì)升級(jí)及結(jié)焦控制是該領(lǐng)域面臨的難題。

 

閱讀上文 >> 制氫電解槽和輸氫管道,歐洲氫能下一步的著力點(diǎn)
閱讀下文 >> 美國通用10年沉淀后再次啟動(dòng)燃料電池商業(yè)化部署

版權(quán)與免責(zé)聲明:
凡注明稿件來源的內(nèi)容均為轉(zhuǎn)載稿或由企業(yè)用戶注冊(cè)發(fā)布,本網(wǎng)轉(zhuǎn)載出于傳遞更多信息的目的,如轉(zhuǎn)載稿涉及版權(quán)問題,請(qǐng)作者聯(lián)系我們,同時(shí)對(duì)于用戶評(píng)論等信息,本網(wǎng)并不意味著贊同其觀點(diǎn)或證實(shí)其內(nèi)容的真實(shí)性;


本文地址:http://www.mayaikhotel.com/Technology/show-1098.html

轉(zhuǎn)載本站原創(chuàng)文章請(qǐng)注明來源:中國氫能與燃料電池網(wǎng)

按分類瀏覽

點(diǎn)擊排行

圖文推薦

推薦技術(shù)應(yīng)用

主站蜘蛛池模板: 智能访客系统 - 来访登记系统_微信预约系统_人员出入管理系统_访客机_人脸识别系统门禁闸机 | 临沂网站建设,临沂网站制作,临沂网络公司,临沂小程序开发,临沂网站设计,沂水网站建设,沂南网站建设,蒙阴网站建设,平邑网站建设,费县网站建设,兰陵网站建设,郯城网站建设,临沭网站建设,莒南网站建设,兰山网络公司 | 深圳五洲中医院_深圳好的中医院_深圳市医保定点医院[官网] | 沼气池-沼气设备-沼气工程-山东达禹环境工程有限公司 | 压力蒸汽灭菌器_脉动真空灭菌器_环氧乙烷灭菌器_等离子灭菌器_广州市科洋 | 上海上市答谢酒会_企业年会_新品上市发布会_周年/开业庆典_会议会务_活动策划布置演出公司 | 无尘车间_净化工程_GMP食品药品化妆品电子厂无尘净化车间_无尘室 | 真空热处理-渗碳热处理-氮化热处理-[东莞德亿]专业热处理加工厂家 | 水阻柜-液阻柜-高压开关柜-高压固态软启动柜-磁控软启动柜-电解粉-无功补偿柜-配电柜-襄阳源创电气 | 停车场设计|地下停车场规划设计|智能停车位地下车库设计施工装修|深圳创安顺停车库规划设计有限公司 | 营口新北方制糖有限公司 | 上海家博会_2025上海家博会时间表_5月31-6月2日_上海家博会门票_免费领取入口 | 土壤养分测定仪-土壤养分速测仪-生产厂家-托普云农土壤仪器站 | 吉林人才网_吉林招聘网_求职找工作平台 | 亚克力游泳池_透明/空中/无边泳池_别墅亚克力泳池设计生产厂家_瑞地格乐-深圳他拍档 | 首页-青特集团官方网站 | 移印机厂家_丝印机器设备_全自动丝网印刷机-东莞展迅机械科技 | 上海互动多媒体公司_上海触摸屏软件开发_上海互动投影开发_上海VR虚拟现实制作_上海全息投影制作_上海互动轨道屏制作—盟邑数字 上海浩斌信息科技有限公司RFID读写器,IC卡读卡器,手持机,数据采集终端,电力仓库管理软件开发,固定资产软件,纱管标签,试剂管理,RFID试剂柜,档案管理,档案柜,智能货架 | 陕西筱润智能科技有限公司 干部人事智能档案柜 智能密集架 智能档案柜 部队选层文件智能柜 智能枪弹柜 财务智能档案柜 边防武警智能密集架 医院智能档案柜 部队选层文件智能柜智能枪弹柜 学校医院文件柜 企事业单位公检法智能文件柜 生产厂家-筱润智能科技有限公司 RFID射频智能密集架 全自动智能选层档案柜 智能密保柜 枪柜部队营房营具床桌椅办公家具 办公用品档案盒设备货架 全自动智能选层柜生产厂家-筱润智能科技有限公司 | 无锡新源润不锈钢官网|304不锈钢平板|316L冷轧宽幅|2米卷分条开平 | 上海慧泰仪器制造有限公司| 郑州建网站,郑州做网站,郑州网站建设,郑州网站制作,郑州高端定制网站,郑州APP开发 | 乌海市腐植酸盐加工,内蒙古腐植酸钠,内蒙古型煤粘合剂生产厂家|创联腐植酸盐加工有限公司 | 塑料振动筛-防腐蚀振动筛-聚丙烯振动筛-塑料振动筛厂家河南迈能机械设备有限公司 | 漳州市鼎新拍卖有限公司| 山西配电柜,高低压成套柜,太原高低压柜,山西开关柜,箱变壳体_山西雷隆电柜电气设备有限公司 | 曙海培训-ZEMAX培训射频培训无线电培训GMS培训EMC培训电磁兼容性培训Maxwell培训欧姆龙培训procast培训可靠性培训光学培训工业机器人培训NI培训Linux培训5G培训Hadoop培训CFD培训 | 凝汽器换管-胶球清洗装置-二次滤网_连灵动 | 河北东奥电梯有限公司|东奥电梯|河北东奥 | 合金锤头_破碎机锤头_耐磨锤头_巩义市东辰铸造 高耐磨合金锤头厂家 | 竖豆网-网站建设、小程序商城、软件定制开发| 自动_链条式_电动推杆_电动开窗器厂家_山东鑫宏玺智能科技有限公司 | 久久91精品久久91综合_国产亚洲自拍一区_国产精品第1页_亚洲高清视频一区_91成人午夜在线精品_亚洲国产精品网站在线播放_亚洲国产成人久久综合区_国产精品亚洲专区在线观看_免费视频精品一区二区三区 | 守护者官网-儿童安全卫士| 组合包装箱,折叠包装箱,烟台木箱,烟台包装箱-烟台顺达包装有限责任公司 | 西藏旅游-西藏中旅-西藏中旅国际旅行社 | 套丝机_钢管套丝机_螺栓套丝机S8139_螺纹钢套丝机_智能套丝机价格-瑞捷机械设备有限公司 | 无线计量仪表-电力物联网仪表-CE认证电表| 联动机-钻井转盘-滑动游车-河南思达瑞石油机械制造有限公司 | 全自动包装机械设备_液体灌装机-迈驰日化包装流水线厂家 | 全降解塑料厂家_淋膜_秸秆_手机壳_气泡袋_牙刷牙线_GRS可回收包装材料-东莞全球环保科技有限公司 |