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):2057

煤制氫技術(shù),可以簡稱為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合,化學(xué)吸收法適用于壓力相對較低的場合。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)市場需求的工業(yè)級和食品級二氧化碳,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”時儲備能量,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,請作者聯(lián)系我們,同時對于用戶評論等信息,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: 快速卷帘门-电动卷帘门-快速堆积门-快速门厂家-任丘市康速机电设备有限公司 | 苏州涂附磨具厂家-陶瓷磨具-树脂磨具批发-苏州磨料磨具-苏州远东砂轮有限公司 | 中国建材信息总网-中国建材行业权威的信息资讯平台 | 宁波搬家_宁波搬家公司_宁波搬厂_专业搬家搬厂-「宁波喜洋洋搬家公司」 | 泊头压滤机-隔膜-洗沙-厢式-板框压滤机-河北巨盛压滤机制造有限公司 | 玉米加工机械_玉米深加工机械_玉米加工设备--河南工粮机械设备有限公司 | 拉丝模|高晶异形拉丝模|联合拉拔机模具|钼丝拉丝模|金刚石纳米涂层模|焊丝拉丝模|钨钢拉丝模|聚晶拉丝模_河北恩泰利嘉金属制品有限公司 | 江西同欣机械制造股份有限公司 | 石家庄华龙鼎电动门,石家庄电动门电话,石家庄电动门配件,石家庄电动门维修电话,石家庄电动门安装电话,石家庄华龙电动门 | 上海航空货运,上海空运,东方航空快递,机场物流,航空快运,上海东方航空托运公司 | 专注全球电机测试-电机测试系统-AIP艾普【官网】 | 食品包装膜-铝箔包装袋-食品真空包装袋定制-塑料包装袋厂家-德远塑业 | 威学一百-专注国际学校择校备考-DSE-A-level-雅思-托福-OSSD-港澳台联考-AP-IGCSE-IB-AMC-多邻国-PTE-SAT-SSAT-小语种(如日语,韩语,德语,法语,西班牙语,意大利语,俄语,泰语)等考试培训,为出国留学学生提供个性化定制性学习方案,线下实体面授+线上网络课程, 提供一对一,小班课等多种班型 | 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 | 滤布_PP滤芯_过滤芯_线绕滤芯_碳纤维滤芯 - 东莞市三比过滤器材有限公司 | 内衬不锈钢复合管,大口径内衬不锈钢复合钢管,双金属复合管,内衬不锈钢复合管厂家-江苏新澎 | 上海汽车音响_上海汽车隔音降噪_上海汽车音响改装店_上海音豪 | 太阳能光伏发电_太阳能热水器_空气能热水器_直饮净水器_深圳市大兴节能环保科技有限公司 | 中国焊接协会网站—中国焊接信息网;焊接行业最权威访问量最大的专业网站:焊接信息、焊接材料,焊接机器,焊接设备,焊机,焊材,辅助设备,焊机配件,仪器仪表,电动工具,钎焊,送丝机,表面处理,自动化专机,焊锡丝,助焊剂 | 树脂排水沟,树脂混凝土排水沟生产厂家-吉林省科维水泥制品公司 | 双合金螺杆|注塑机螺杆|挤出机螺杆|双合金料管—东莞市精耐螺杆机械有限公司 | 柱塞泥浆泵|压滤机专用泵|陶瓷泥浆泵_咸阳华星泵业有限公司 | 耐磨工业软管,PTFE耐腐蚀软管,耐磨喷砂胶管,超耐磨软管厂家,漯河利通液压管利通科技-耐磨工业软管,PTFE耐腐蚀软管,耐磨喷砂胶管,超耐磨软管厂家,漯河利通液压管利通科技 | 四川杨氏达防水材料有限公司 | 梦想加空间 - 一个程序猿的个人博客网站 | 深圳喜运达物流官网_东南亚物流|海运|专线|海外仓_泰国菲律宾马来西亚海运|物流专线|海外仓 | 清河县隆鑫密封件有限公司,汽车用密封条,配电箱柜、集装箱密封胶条,建筑门窗、家具用密封条,无毒环保医用密封条,船舶、农机用密封条,异型产品 | 水晶粉丝机_粉丝机_粉皮机-开封市晟丰机械设备有限公司 | 深圳固派克包装机械科技有限公司_封口收缩机_封箱机-捆包机-缠膜机 | 咪咕体育直播,咪咕直播,CCTV5直播,体育直播,高清直播,腾讯体育直播,篮球直播,足球直播 | 昆明纸箱厂-礼盒定制-包装盒定做-纸箱厂-云南包掌柜包装有限公司 | 深圳网站建设-量身定制原创设计-专业网站建设公司【企术】 | 苏州ERP定制|苏州CRM|苏州OA|苏州BPM|进销存管理系统-苏州中尚信息科技有限公司 | 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 | 重庆中医针灸推拿培训_产后康复理疗师培训_重庆市六合职业培训学校 | 压滤机入料泵_渣浆泵_耐磨污水泵_保定森力克水泵制造有限公司 | 圆锯机-滚牙机-滚丝轮-滚丝机-滚牙轮-切断机-东莞市溪远泰五金机械有限公司 | 液压万能试验机价格_电子万能试验机|摩擦磨损试验机厂家-济南辰达试验机制造有限公司 | 小地磅,钢瓶秤,叉车称,轮椅秤,倒桶秤,畜牧秤,轴重仪,称重模块——上海实干实业有限公司-网站首页 | 郑州专利申请代理|商标注册|河南版权登记-郑州明华专利代理事务所 | 潍坊网络推广,临沂360推广,东营360推广,枣庄360推广,潍坊网站建设,潍坊网络公司,潍坊360搜索,潍坊APP开发,潍坊360推广,潍坊360代理,潍坊点睛网络科技有限公司 |