工业制氢气制造机械设备
制氢装置流程及关键设备介绍
制氢装置流程及关键设备介绍
1.引言
制氢是一种重要的能源生产方式,可以通过多种方法进行生产,如煤炭气化、水电解、天然气重整等。本文将重点介绍水电解方法制氢的流程及关键设备。
2.水电解制氢流程
水电解是指通过电解水来产生氢气的方法。其基本原理是将水分解成氢气和氧气,反应方程式如下:
2H2O->2H2+O2
水电解制氢的具体流程如下:
2.1水净化
原水经过预处理工序,去除其中的杂质和离子,以保证水的纯净。预处理通常包括过滤、反渗透和电去离子等步骤。
2.2电解池
水电解的核心部分是电解池,它是水分解反应发生的地方。电解池通常由阳极和阴极两部分组成,两者之间通过离子交换膜进行隔离。阳极产生氧气,阴极产生氢气。
2.3电源系统
电源系统提供电流给电解池,通常采用直流电源。电源的电流和电压可以根据不同的需要进行调整。
2.4氢气处理
通过氢气处理系统,将产生的氢气进行净化和压缩。净化过程通常包括除湿、除杂质和除油等步骤。经过处理的氢气可以被储存或者用于其他工业应用。
2.5氧气处理
产生的氧气也需要经过处理,在氧气处理系统中进行净化和压缩。净化步骤通常包括除湿和除杂质等。
下面将介绍水电解制氢过程中的几个关键设备:
3.1电解池
电解池是水电解制氢的核心设备,决定了产氢效率和质量。电解池主要由电极和离子交换膜组成,电极通常采用铂或其他贵金属材料制成。
3.2电源系统
电源系统为电解池提供所需的电流和电压。电源的稳定性和控制精度对制氢过程至关重要。
3.3氢气处理系统
氢气处理系统主要包括除湿、除杂质和除油等步骤。除湿通常使用吸附剂或冷凝器进行,除杂质可以通过吸附或催化剂进行。除油通常采用吸附或膜分离等方法。
氢气发生器生产设备工艺原理
氢气发生器生产设备工艺原理
氢气是一种不可或缺的化学气体,在人类生产和生活中有着广泛的
应用。氢气发生器作为生产氢气的设备,广泛应用于电力、化工、石油、医药等领域。本文将介绍氢气发生器生产设备的工艺原理。
一、氢气的生产方法
氢气主要有以下三种生产方法:
1.从天然气制取氢气:通过蒸汽重整、自热重整、气体化学
反应等多种反应方式制取氢气。
2.从液化石油气制取氢气:通过加压、加热等条件将液化石
油气分解成氢气和碳氢化合物。
3.从电解水制取氢气:利用电解反应将水分解成氢气和氧气。
在以上三种生产方法中,电解水法是最为环保和经济的方法,也是
目前氢气发生器生产设备经常采用的方法。
二、氢气发生器的组成结构
氢气发生器是一种将化学物质转化成氢气的设备。通常由反应室、
加热器、冷却器、氢气收集器等组成。
1.反应室:是将原料物质与催化剂进行反应的空间。通常由
进料管、排气管、催化剂、反应瓶等组成。
2.加热器:是将反应室内的温度升高,使反应加速的设备。
通常由电炉、电热棒等组成。
制氢装置流程及关键设备介绍
制氢装置流程及关键设备介绍
制氢装置是一种将化石燃料或其他可再生能源转化为氢气的设备。制
氢的过程涉及多个步骤和关键设备,下面将对其流程及关键设备进行介绍。
制氢装置的流程通常包括原料处理、催化剂反应、气体分离和气体纯
化等环节。下面将逐步介绍每个步骤以及关键设备。
首先是原料处理。不同的制氢装置使用的原料可能不同,常用的原料
包括天然气、石油、煤、生物质等。原料处理的目的是去除其中的杂质和
含硫化合物等有害成分,以保证后续反应的顺利进行。关键设备包括储气罐、气体分离器、液氢分离器、吸附剂床等。
其次是催化剂反应。原料处理后的气体进入反应器,加热并与催化剂
接触以产生化学反应。常用的制氢反应有蒸汽重整、部分氧化、燃烧、催
化裂化、水煤气变换等。不同的反应需要不同的催化剂以及反应温度和压
力条件。关键设备包括反应器、加热炉、催化剂床等。
接下来是气体分离。制氢反应生成的气体混合物中,通常含有一定比
例的氢气、二氧化碳、一氧化碳等成分。气体分离的目的是将氢气与其他
气体进行分离,以获取纯净的氢气。常用的气体分离方法包括膜分离、吸
附剂分离、液态分离等。关键设备包括膜分离器、吸附剂床、分离塔等。
最后是气体纯化。气体分离后的氢气可能还含有一些杂质,如微量的
氧气、水蒸汽、硫化氢等。气体纯化的目的是去除这些杂质,以满足氢气
的使用要求。常用的气体纯化方法包括催化氧化、吸附剂处理、液态纯化等。关键设备包括纯化塔、吸附剂床、催化剂床等。
除了以上的基本流程和关键设备外,制氢装置还需要一些辅助设备来保障工艺的顺利进行。例如气体压缩机用于提高气体压力,气体储罐用于存储气体等。
制氢装置工艺流程
制氢装置工艺流程
制氢装置是一种用于生产氢气的设备,通常用于工业生产中。
氢气是一种重要的工业原料,广泛应用于化工、石油、冶金等行业。制氢装置的工艺流程通常包括原料准备、氢气生产、氢气纯化和氢
气储存等步骤。下面将详细介绍制氢装置的工艺流程。
1. 原料准备
制氢装置的原料通常是水或天然气。如果使用水作为原料,首
先需要将水进行预处理,去除其中的杂质和溶解气体。如果使用天
然气作为原料,首先需要将天然气进行脱硫和脱水处理,以确保原
料气体的纯度和稳定性。
2. 氢气生产
氢气生产通常采用蒸汽重整、部分氧化、水煤气变换等工艺。
其中,蒸汽重整是最常用的生产氢气的方法。在蒸汽重整工艺中,
将预处理后的原料与蒸汽混合,然后通过催化剂在高温高压下进行
反应,生成氢气和二氧化碳。这是一种高效的氢气生产方法,能够
获得高纯度的氢气。
3. 氢气纯化
生产出的氢气中通常还会含有少量的杂质气体,如二氧化碳、
一氧化碳等。为了提高氢气的纯度,需要对氢气进行纯化处理。氢
气纯化通常采用吸附剂吸附、膜分离、压力摩擦等方法,将杂质气
体从氢气中分离出来,从而获得高纯度的氢气。
4. 氢气储存
生产出的高纯度氢气需要进行储存,以备后续使用。氢气储存
通常采用压缩氢气储罐或液态氢储罐。压缩氢气储罐适用于小规模
的氢气储存,液态氢储罐适用于大规模的氢气储存。在储存过程中,需要注意氢气的安全性和稳定性,避免发生泄漏和爆炸等意外情况。
以上就是制氢装置的工艺流程。通过原料准备、氢气生产、氢
气纯化和氢气储存等步骤,可以高效地生产出高纯度的氢气,满足
工业生产中对氢气的需求。制氢装置的工艺流程在实际应用中需要
制氢设备 厂家要准备的资料
制氢设备厂家要准备的资料
制氢设备是一种重要的工业设备,需要准备的资料包括但不限
于以下几个方面:
1. 技术资料,制氢设备的技术资料是非常重要的,包括设计图纸、工艺流程图、设备参数表、操作手册等。这些资料对于生产制
氢设备、安装调试、日常维护和故障排除都至关重要。
2. 质量认证资料,制氢设备厂家需要提供相关的质量认证资料,如ISO9001质量体系认证、产品质量合格证明等,以证明产品的质
量符合相关标准和要求。
3. 生产许可证和安全标准,制氢设备属于特种设备,需要具备
相应的生产许可证和安全标准认证,厂家需要准备相关的申请材料
和证明文件。
4. 原材料采购合同,制氢设备生产需要大量的原材料,厂家需
要准备与原材料供应商的合同和采购协议,确保原材料的质量和供
应稳定。
5. 产品检测报告,制氢设备在生产完成后需要进行严格的产品检测,厂家需要提供产品的检测报告和合格证明,以确保产品符合相关的技术标准和安全要求。
除了以上列举的资料外,根据具体的生产和管理要求,制氢设备厂家可能还需要准备其他相关的资料,以确保产品质量、安全生产和合法经营。希望以上回答能够满足你的要求。
LH-300 型氢气发生器 使用说明书
LH-300型氢气发生器
使
用
说
明
书
上海凌析仪器有限公司SHANGHAI LINCHYLAB INSTRUMENTS CO.,LTD
目录
一、总述 (3)
二、工作原理及工艺流程 (3)
三、仪器各部位名称 (4)
四、技术指标 (4)
五、验收与安装使用 (4)
六、使用要求 (5)
七、一般故障与维修 (5)
八、售后服务 (6)
九、装箱单 (8)
尊敬的用户:
★为确保产品功能及您的安全使用,本使用说明书中记载了相关的重要事项。使用前请务必仔细阅读。
★请妥善保管本使用说明书,并将其放置在仪器附近,以便随时参阅。
氢气发生器使用说明
一、总述
本说明书提供的数据和使用要求只适用于LH氢气发生器系列产品。
氢气发生器是通过电解氢氧化钾水溶液制备氢气。仪器设有多种智能控制装置,使用安全方便,可以满足国内外各种型号的色谱使用。
LH系列氢气发生器是一款经济实用的实验室氢气源产品。相对于传统的实验室氢气钢瓶来说,安全性得到了很大的提高。因此用它来代替实验室用钢瓶是一个极佳的选择。它对工作环境的周边设施要求非常简单,只要提供一个标准的电源就可以运转,并源源不断的产生高纯氢气。电解液使用碱性水溶液,高pH 值的碱性溶液能够抑制细菌在电解膜上生长,可避免微生物的生长造成的电解膜污染,并且仪器电解膜对水质的要求不高,不会由于水质问题而引起膜中毒。
二、工作原理及工艺流程
2.1本仪器工作原理是传统隔膜碱液电解法。电解槽内的导电介质为氢氧化钾水溶液,两极室的分隔物为航天电解设备用优质隔膜,向两极施加直流电后,水分子在电解槽的两极立刻发生电化学反应,在阳极产生氧气,在阴极产生氢气。反应式如下:
氢气发生器生产工艺流程
氢气发生器生产工艺流程
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高效经济制氢技术开发应用及设备制造方案(五)
高效经济制氢技术开发应用及设备制造
方案
一、实施背景
随着全球能源需求的不断增长和对环境保护的日益关注,寻找可再生能源替代传统化石能源已成为全球能源产业的重要方向。氢能作为一种清洁、高效的能源形式,具有广阔的应用前景。然而,目前制氢技术存在着能源消耗大、生产成本高等问题,亟需高效经济的制氢技术开发应用及设备制造方案。
二、工作原理
高效经济的制氢技术开发应用及设备制造方案基于电解水制氢技术,通过电解水将水分解成氢气和氧气。具体工作原理如下:
1. 选择适宜的电解质:采用高效电解质,如碱性离子交换膜(AEM),能够提高电解效率,降低能源消耗。
2. 优化电解电压:通过改进电解电极材料和结构设计,降低电解电压,提高电解效率。
3. 提高电解效率:通过优化电解反应条件,如温度、压力、电流密度等,提高电解效率,降低能源消耗。
三、实施计划步骤
1. 技术开发阶段:
a. 研发高效电解质:通过合成新型离子交换膜,提高电解效率。
b. 优化电解电极材料和结构设计:通过选择高活性、稳定的电解电极材料,并优化电极结构,降低电解电压。
c. 优化电解反应条件:通过实验研究,确定最佳的温度、压力、电流密度等条件,提高电解效率。
2. 设备制造阶段:
a. 设计制氢设备:根据高效经济的制氢技术要求,设计制氢设备的结构和工艺流程。
b. 选择优质材料:选择耐腐蚀、高温、高压的材料,确保设备的安全稳定运行。
c. 制造设备:按照设计要求,制造高效经济的制氢设备。
四、适用范围
高效经济的制氢技术开发应用及设备制造方案适用于各类制氢需求场景,包括工业制氢、能源储备、交通运输等领域。
parker氢气发生器使用说明
parker氢气发生器使用说明
Parker氢气发生器使用说明
一、产品介绍
Parker氢气发生器是一种基于电解水制氢原理的设备,主要用于产生高纯度的氢气。其采用高效、安全、环保的技术,可广泛应用于实验室、工业生产以及燃料电池等领域。
二、使用前的准备工作
1. 检查设备:确保氢气发生器的外部部件完好无损,并检查电源线是否接触良好。
2. 准备电解液:按照说明书中的配方和比例,将适量的电解液加入电解槽中,注意不要超过最大标注线。
3. 连接电源:将电源线插入电源插座,并确保电源开关处于关闭状态。
三、操作步骤
1. 打开电源开关:将电源开关置于打开状态,此时设备会开始工作,显示屏上会显示相关信息。
2. 调节电流:根据需要产生的氢气流量,通过旋钮调节电流大小,可以根据显示屏上的数值进行调整。
3. 开启水源:将水源连接到水进口处,并打开水源开关,确保水源充足。
4. 开始制氢:按下启动按钮,设备开始进行电解,同时开始产生氢气。
5. 监控显示:在使用过程中,可以通过显示屏上的相关参数来监控设备的工作状态,如电流、电压、水位等。
6. 关闭设备:当使用完毕或需要暂时停止制氢时,先按下停止按钮,然后关闭电源开关和水源开关,最后拔掉电源线。
四、注意事项
1. 安全使用:在操作设备时,应注意安全,避免触摸电解槽和其他可能带电的部件,以免发生触电事故。
2. 防止溢出:在使用过程中,应注意电解槽内的水位,避免超过最大标注线,以防止溢出。
3. 定期维护:定期清洁设备表面,保持设备干净,避免积尘,同时定期更换电解液,以保证设备的正常运行。
外供氢加氢站的工艺流程及设备
外供氢加氢站的工艺流程及设备
工艺流程:
1.氢气生产:氢气可以通过多种途径获得,主要分为化学法和电解法。化学法包括蒸汽重整和部分氧化法,电解法则是通过电解水制取氢气。在
外供氢加氢站中,一般会选择经济效益较高且生产规模适中的方法进行氢
气生产。
2.氢气储存:氢气一般以液体或气态储存。液态储氢一般使用液氢储罐,可以将氢气在低温下储存为液态,储罐内设有隔热层以减少热量流失。气态储氢则使用储氢瓶或气体储罐,它们能够在高压下储存氢气。
3.氢气加压:加压是为了满足汽车等使用氢气设备的需要。加压过程
一般根据氢气使用的压力需求进行,可以分为低压、中压和高压加压。加
压设备包括压缩机、冷却器、独立冷却器等。
4.氢气供应:供应氢气可以通过气态或液态进行。气态供应一般使用
高压气态管道输送氢气,可以直接连接到使用氢气设备的管道系统。液态
供应一般需要将液态氢气储存于储罐中,然后通过增压泵将其加压后供应
给使用者。
设备:
1.氢气生产设备:根据生产方法的不同,设备包括蒸汽重整器、部分
氧化炉、电解槽等。这些设备的主要作用是将原料转化为氢气,并通过净
化系统去除杂质。
2.氢气储存设备:液态储氢设备主要包括液氢储罐和隔热层;气态储氢设备包括储氢瓶和气体储罐。这些设备用于将氢气储存起来,减少热量流失,保持氢气的纯度和压力。
3.氢气加压设备:主要包括压缩机、冷却器和独立冷却器。压缩机用于将氢气加压至所需压力,冷却器和独立冷却器用于降低氢气温度,防止过热。
4.氢气供应设备:主要包括气态管道和储氢罐。气态管道用于将氢气输送给客户,储氢罐用于储存液态氢气并加压后供应给客户。
1000n方制氢机的量
1000n方制氢机的量
1000N方制氢机是一种新型的氢能源设备,它具有高效能、低污染和可再生等优点。通过制氢机,我们可以将水分解成氢气和氧气,将
氢气作为一种清洁能源来代替传统的化石燃料,用于发电、燃料电池
和其他应用领域。
首先,我们来看一下1000N方制氢机的基本原理。它采用了电解
水的方法来制取氢气。电解水是利用电能将水分解成氢气和氧气的化
学反应。当通电后,水分子中的氢离子和氧离子通过电解过程被分离
出来,从而产生纯净的氢气和氧气。制取的氢气可用于燃料电池发电、燃烧产生热能和其他使用场景。
1000N方制氢机之所以被称为1000N方,是因为它的设计目标是每小时能够制取1000立方米的氢气。制取氢气的产量是氢能源设备的重
要指标之一,它决定了氢能源的使用规模和效益。
高效能是1000N方制氢机的一大特点。它采用先进的电解水技术,能够以较低的能耗制取出大量的氢气。与传统的方法相比,它的能效
更高,能将水分解成氢气的比例更高,减少了能源浪费。这使得1000N 方制氢机在氢能源的开发利用方面具有很大的应用潜力。
低污染是制氢机的另一个重要特点。传统的化石燃料燃烧方式会产生大量的废气和有害物质,对环境造成极大的污染。而使用氢气作为燃料,其燃烧产生的唯一副产品是水蒸气,不会产生任何污染物。这对于解决环境问题具有重要意义,也符合可持续发展的要求。
除了燃料电池和燃烧发电外,1000N方制氢机还有很多其他的应用领域。比如,将氢气应用于交通运输领域,可以推动氢能源汽车的使用。相比传统的汽车,氢能源汽车以氢气为燃料,不仅无污染且能源效率更高,可以有效减少对环境的影响。
DQ—10型制氢设备
由 国 内攻关
自行 设 计 制
、
整 流 电源
。
,
交流 用 表
,
、
计
、
同时
。
亦 可在 冶 金
化工
、
电
阀等
4
全 套 售价 为 7 2 万元
、
子 等 用 氢 单位 推 广 主 要 技术 参 数 型号 产量
:
该 设 备 由能 源部 机 电部 主 持
月 通过 部级 鉴 定
。
于
19 90
年
DQ一
0 型 1 0 1
99 Nm
.
该 设备 主 机 水 电解 槽 的 小 室 结 构 采 用 网 状
3
:
氢气
:
:
/ h
氧气 氧气)
:
SN m 9 9
.
3
/h
电极
、
板框 合一
、
、
隔 膜 密 封 垫 片及 内气道 等 新
、
纯度
:
氢气 )
7
%
3
2%
技术
,
具有 结构 紧凑
材料 利 用 率 高
。
、
密封 及
氢气 湿 度 直 流 电流 直 流 电压 工作 温 度 槽体重 量
D
一
0
型 制 氢 设 备
小型制氢设备设计方案
小型制氢设备设计方案
小型制氢设备设计方案
一、项目背景
随着人们对清洁能源的需求不断增长,氢能作为一种绿色、高效、可再生的能源逐渐受到广泛关注。将水分解产生的氢气用于燃料电池车辆、储能系统等领域有着广阔的应用前景。因此,设计一套小型制氢设备成为了急需解决的问题。
二、设计目标
1. 设备体积小巧,占地面积少;
2. 设备运行稳定,产氢效率高;
3. 设备材料成本低廉,便于推广应用;
4. 设备运行安全可靠,操作简便。
三、设计原则
1. 设备应采用可再生能源作为动力源,如太阳能、风能等;
2. 设备应采用先进的水电解技术,提高产氢效率;
3. 设备应采用耐腐蚀、高温的材料,以提高设备的使用寿命;
4. 设备应具备过载保护、温度控制等安全措施,确保操作人员的安全。
四、设计方案
1. 设备结构设计:
(1)主要由电解槽、电源系统、控制系统、氢气收集系统组成;
(2)电解槽采用双极板设计,增加电解面积,提高产氢效率;
(3)电源系统采用太阳能电池板和蓄电池组合,通过电解槽
运作;
(4)控制系统采用自动化控制,可根据不同需求进行调节;(5)氢气收集系统采用气密设计,确保安全收集和储存氢气。
2. 设备工艺设计:
(1)采用电解水工艺,水中加入适量氢氧化钠作为电解质;(2)通过优化电流密度和电解时间,提高水的电解效率;(3)生产过程中产生的氧气可进行回收利用,进一步提高资
源利用率。
3. 设备材料选择:
(1)选择耐腐蚀性好、高温稳定性强的材料,如不锈钢、钛
合金等;
(2)电解槽内部涂覆陶瓷等材料,提高电解效率。
4. 设备安全措施:
(1)设备设置过载保护装置,当电流过大时自动切断电源;(2)设备设置温度控制装置,当温度过高时自动停止运行;(3)设备设置氢气泄漏报警装置,确保操作人员的安全。
pdf 水电解制氢设备 说明书
水电解制氢设备说明书
一、设备概述
水电解制氢设备是一种利用电解水的方法来制备氢气的装置。该设备具有高效、环保、操作简便等优点,广泛应用于工业、科研、医疗等领域。
二、工作原理
水电解制氢设备的工作原理是利用电解水反应制备氢气。具体来说,设备将水(H2O)通过电解作用分解为氧气(O2)和氢气(H2)。这个反应过程中,电解作用需要提供外部电源,通常采用直流电。
三、设备组成
水电解制氢设备主要由以下几个部分组成:
1.电解槽:用于进行电解水反应,产生氢气和氧气。
2.电源:提供电解所需的直流电。
3.控制系统:控制设备的运行,监测电解过程。
4.储气系统:储存生成的氢气和氧气。
5.辅助设备:包括管道、阀门、安全装置等。
四、安装步骤
1.确定设备的安装位置,确保有足够的空间和电源。
2.检查设备各部件是否完好无损,如有需要,进行必要的维修或更换。
3.按照设备说明书的指示,连接电源和控制线路。
4.安装储气系统和其他辅助设备。
5.完成安装后,进行必要的调试和测试,确保设备正常运行。
五、操作流程
1.开启设备前,检查所有部件是否正常,确保电源已连接。
2.打开电源开关,启动设备。设备将自动进行电解水反应,生成氢气和氧气。
3.观察电解过程,确保没有异常情况发生。如有异常,立即关闭电源,检查并排除故障。
4.当储气系统达到一定压力时,可以开始使用氢气或氧气。
5.使用完毕后,关闭电源,结束设备的运行。
六、维护保养
为了确保设备的正常运行和使用安全,建议定期进行以下维护保养工作:
1.清洁设备表面,保持整洁。
2.检查电解槽和储气系统,确保没有泄漏或损坏。
制氢设备清单
甲醇制氢资料
还原锗锭时需要氢气量:180000立方米;
需要甲醇原料量:120吨;
制氢设备清单
主要安全防范措施
①装置采取露天。
②装置多处设有安全阀,确保装置安全。
③装置设备管道静电接地,阀门法兰静电跨接。
④照明用电配电箱防爆,电磁阀配备防爆箱。
⑤充分考虑当地风压,地震烈度及场地土质因素。
⑥设备裙座涂防火层。
⑦装置内设有固定的消防蒸汽管线和氮气管线。
⑧在装置操作区设有手提式干粉灭器。
⑨变压吸附控制系统的设有故障自动保护程序。
⑩必要的劳动保护措施。
⑾装置内安全操作措施。
装置环境保护
1主要污染源及污染物
①废气:装置正常生产时只有解吸气排出。
②废水:本装置正常生产时,水循环使用,无废水排放。
③废渣:装置废弃的催化剂和吸附剂为无毒害固体,可由制造厂回收。
2 噪声
装置噪声主要是来源于废气放空。废气放空时装置有消声器,其噪声低于85分贝;程控阀装有消音器,在均压、逆放、真空过程中产生的噪声小于85分贝,符合有关噪声技术规定的要求。
高效经济制氢技术开发应用及设备制造方案(二)
高效经济制氢技术开发应用及设备制造
方案
一、实施背景
随着全球能源需求的不断增长和环境问题的日益突出,清洁能源的开发和利用成为世界各国的共同关注。氢能作为一种清洁、高效的能源形式,具有巨大的潜力。然而,目前制氢技术存在着能源消耗高、成本昂贵、设备庞大等问题,制约了其广泛应用。因此,开发一种高效经济的制氢技术,并相应地设计制氢设备,具有重要的现实意义和市场需求。
二、工作原理
本方案基于先进的电解水制氢技术,采用高效的电解池和催化剂,通过电解水将水分解为氢气和氧气,实现制氢过程。其中,电解池采用高效的阳极和阴极材料,提高电解效率;催化剂采用先进的材料,提高电解反应速率。通过优化电解池和催化剂的设计,可以实现高效、经济的制氢过程。
三、实施计划步骤
1. 研发电解池和催化剂材料:通过材料科学和电化学的研究,开发高效的电解池和催化剂材料,提高电解效率和反应速率。
2. 设计制氢设备:根据电解池和催化剂的特性,设计制氢设备,包括电解池、电源系统、气体分离系统等,确保整个制氢过程的高效运行。
3. 制造制氢设备:根据设计方案,制造电解池和其他相关设备,确保其质量和性能达到要求。
4. 实施示范项目:在实验室和工业场地进行制氢设备的示范应用,验证其性能和可行性。
5. 推广应用:根据示范项目的结果,推广应用制氢设备,促进清洁能源的开发和利用。
四、适用范围
该方案适用于各个领域的制氢需求,包括能源、化工、交通等行业。特别是在能源领域,该方案可以为清洁能源的开发和利用提供可靠的制氢技术支持。
五、创新要点
1. 采用先进的电解池和催化剂材料,提高制氢效率和反应速率。
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工业制氢气制造机械设备
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利用天然气制氢,存在成本低,规模效应显著等优点,研究和开发更为先进的天然气制氢新工艺技术是解决廉价氢源的重要保证。天然气作为优质、洁净的工业能源,在我国能源发展过程中具有重要的战略意义。因为天然气不仅是人们日常生活的重要燃料,同时也是众多化工次产品的基础性原料。
天然气制氢就是众多天然气产品中的一种,辽河油田作为全国第三大油气田,本身就具有丰富的天然气资源,特别是从事油气集中处理企业,我们在油气生产过程中,能够生产出相当规模的伴生干气,对于天然气深加工具有得天独厚的条件,对于推进天然气制氢工艺的开发推广具有更为广泛的实际意义。
1 天然气制氢的选择理论分析
氢作为一种二次化工产品,在医药、精细化工、电子电气等行业具有广泛的用途。特别是氢作为燃料电池的首选燃料,在未来交通和发电领域将具有广阔的市场前景,在未来能源结构中将占有越来越重要的位置。采用传统制氢的方法,
如轻烃水蒸气转化制氢、水电解制氢、甲醇裂解制氢、煤汽化制氢、氨分解制氢等,技术相对成熟,但是,存在成本高、产出率低、人工效率低等“一高两低”的问题。辽河油田在油气生产过程中,有干气、石脑油等烃类资源伴生,采用此类方法生产氢,可以实现资源的利用率最大化,而且伴生天然气的主要成分是甲烷,利用烃类蒸汽转化即可制成氢,且生产纯度高,生产效率高。
2天然气制氢工艺原理
天然气的主要加工过程包括常减压蒸馏、催化裂化、催化重整和芳烃生产。同时,包括天然气开采、集输和净化。在一定的压力和一定的高温及催化剂作用下,天然气中烷烃和水蒸气发生化学反应。转化气经过费锅换热、进入变换炉使CO变换成H2和CO2。再经过换热、冷凝、汽水分离,通过程序控制将气体依序通过装有三种特定吸附剂的吸附塔,由变压吸附(PSA)升压吸附N2、CO、CH 4、CO2提取产品氢气。降压解析放出杂质并使吸附剂得到再生.反应式:CH4+H2O→CO+3H2-Q CO+H2O→CO2+H2+Q
主要技术指标。压力: 1.0-2.5MPa;天然气单耗: 0.5-0.56Nm3/Nm3氢气;电耗: 0.8-1.5/ Nm3氢气;规模: 1000Nm3/h ~100000 Nm3/h;纯度: 符合工业氢、纯氢(GB/T7445-1995);年运行时间: 大于8000h。
3、天然气水蒸汽重整制氢需解决的关键问题
天然气水蒸汽重整制氢需吸收大量的热,制氢过程能耗高,燃料成本占生产成本的50-70%。辽河油田在该领域进行了大量有成效的研究工作,在油气集输
企业建有大批工业生产装置,考虑到氢在炼厂和未来能源领域的应用,天然气水蒸气转化工艺技术不能满足未能满足大规模制氢的要求。因此研究和开发更为先进的天然气制氢新工艺技术是解决廉价氢源的重要保证,新工艺技术应在降低生产装置投资和减少生产成本方面应有明显的突破。
4、天然气制氢新工艺和新技术分析
天然气绝热转化制氢。该技术最突出的特色是大部分原料反应本质为部分氧化反应,控速步骤已成为快速部分氧化反应,较大幅度地提高了天然气制氢装置的生产能力。天然气绝热转化制氢工艺采用廉价的空气做氧源,设计的含有氧分布器的反应器可解决催化剂床层热点问题及能量的合理分配,催化材料的反应稳定性也因床层热点降低而得到较大提高,天然气绝热转化制氢在加氢站小规模现场制氢更能体现其生产能力强的特点。该新工艺具有流程短和操作单元简单的优点,可明显降低小规模现场制氢装置投资和制氢成本。
天然气部分氧化制氢。天然气催化部分氧化制合成气,相比传统的蒸汽重整方法比,该过程能耗低,采用极其廉价的耐火材料堆砌反应器,但天然气催化部分氧化制氢因大量纯氧而增加了昂贵的空分装置投资和制氧成本。采用高温无机陶瓷透氧膜作为天然气催化部分氧化的反应器,将廉价制氧与天然气催化部分氧化制氢结合同时进行。初步技术经济评估结果表明,同常规生产过程相比,其装置投资将降低约25——30%,生产成本将降低30-50%。
天然气高温裂解制氢。天然气高温裂解制氢是天然气经高温催化分解为氢和碳该过程由于不产生二氧化碳,被认为是连接化石燃料和可再生能源之间的过渡
工艺过程。辽河油田对于天然气高温催化裂解制氢,广泛开展了大量研究工作,所产生的碳能够具有特定的重要用途和广阔的市场前景。
天然气自热重整制氢。该工艺同重整工艺相比,变外供热为自供热,反应热量利用较为合理,原理是在反应器中耦合了放热的天然气燃烧反应和强吸热的天然气水蒸汽重整反应,反应体系本身可实现自供热。另外,由于自热重整反应器中强放热反应和强吸热反应分步进行,因此反应器仍需耐高温的不修锈钢管做反应器,这就使得天然气自热重整反应过程具有装置投资高,生产能力低等缺点。
5.天然气脱硫制氢技术
辽河油田在原合成氨造气工艺基础上对转化炉、脱硫变换、热量回收系统等进行了大胆改革,采用创新装置,比老工艺大为减少,天然气消耗也降低约1/3。技术特点:天然气加压脱硫后与水蒸汽在装填有催化剂的特殊转化炉裂解重整,生成氢气、二氧化碳和一氧化碳的转化气,回收部分热量后,经变换降低转化气中CO含量、变换气再通过变压吸附(PSA)提纯得到氢气。
主要性能指标。在一定压力下,利用活性碳、硅胶、分子筛、氧化铝多种吸附剂组成的复合吸附床,将甲醇裂解气、合成氨驰放气、炼油厂的催化裂化干气、变换气、水煤气和半水煤气等各种含氢气源中杂质组分在较低压力下选择吸附,难吸附的氢从吸附塔出口作为产品气输出,以达到提纯氢气目的。
生产能力:根据用户需要一般为400~20000Nm3/h;
产品纯度:99%~99.999%(v/v);
产品压力:1.3~2.0MPa-g;
主要技术指标。处理原料量:10~5000Nm/h;吸附压力:0.8Mpa~2.4Mpa;氢气纯度:99.9~99.99%;氢气提取率:75~90%(视原料气条件和产品气要求而定)
6. 氢气分离、提纯
吸附塔是交替进行吸附、解吸和吸附准备过程来达到连续产出氢气。氢气在压力一定下进入PSA-H2系统.富氢气自下而上通过装填有专用吸附剂的吸附塔,从吸附塔顶部收集到的产品氢气输出界外.当床层中的吸附剂被CO.CH4.N2饱和后,富氢气切换到其他吸附塔.在吸附-解吸的过程中,吸附完毕的塔内仍留着一定压力的产品氢,利用这部分纯氢给刚解吸完毕的另外几个均压塔分别均压和冲洗,这样做不仅利用了吸附塔内残存的氢气,还减缓了吸附塔的升压速度,也就减缓了吸附塔的疲劳程度,有效达到了分离氢,达到氢和杂质组分的分离。
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