制氢工艺技术比较分析论文_艾腾筐

制氢工艺技术比较分析论文_艾腾筐

(新疆美克化工股份有限公司 新疆维吾尔自治区巴音郭楞蒙古自治州 841000)

摘要:随着国家的发展,制氢工艺技术的应用受到广泛关注,但是,由于制氢工艺技术种类很多,应用效果与效益存在差异,因此,在应用之前应重视各类工艺技术之间的对比分析,并采用科学化与合理化的方式开展综合研究工作,探索新时期的主要制氢工艺技术方式,为产业化的发展夯实基础。

关键词:制氢;工艺技术;比较

氢气属于我国重要工业产品之一,广泛应用在石油领域、化工领域、建材领域、冶金领域、电子领域、医药领域、电力领域、轻工业领域、气象领域与交通领域,在不同领域应用中对氢气的纯度与杂质含量要求不同。因此,为了结合各个领域的氢气需求,应筛选效率较高的制氢工艺与相关配套装置,提升经济效益并保证生产工作灵活性,满足安全管理需求,加大新工艺技术的应用力度。

一、制氢工艺技术方式分析

第一,电解水制氢工艺技术。对于此类工艺技术而言,属于我国常用且发展成熟的制氢方法,主要将水作为原材料,形成氢气与氧燃料生成水的逆过程,达到制氢的目的。因此,在实际制作的过程中,需要提供一定能量,并促进水分解,例如:提供电能,可以促进水分解,制氢效率为86%左右,工艺的应用较为简单,没有污染问题,且经济效益较高,但是,在实际应用过程中,对配电功率的要求很大,单套装置难以完成任务,因此,在很多区域中受到限制。

第二,天然气转化制氢工艺技术。此类方式就是在催化剂的作用之下,使得水蒸气转化成为氢气,通常反应温度为810摄氏度左右。此类工艺技术所制成的氢气含量在74%左右,很多大型加工厂中都在使用天然气作为燃料,对蒸汽进行催化,制取氢气。但是,此类工艺技术在实际应用期间,流程较为繁琐,需要投入的成本很高,消耗的能源也很多,对生态环境会产生一定影响。因此,我国已经开始针对此类工艺技术进行整改,开发间歇式的天然气蒸汽制作工艺技术,在小型设备的支持下,降低制取成本。但是,由于原材料的分布不均匀,导致此类方式的应用受到一定限制。

第三,没碳化制氢工艺技术。此类技术将煤设置在与空气相互隔绝的环境中,温度为950摄氏度左右,制取焦炭,副品就是焦虑煤气,其中含有60%左右的氢气。对于焦炉煤气而言,在去除杂质之后,可以进行氢气的提取,但是,此类工艺技术的应用流程较为复杂,需要投入的资金量较高,存在制约。

第四,煤气化制氢工艺技术。此类技术就是创建固定床类型的汽化炉设备,所制取的煤气中含有40%氢气。在煤气杂质处理之后,可以使用相关装置进行氢气的制取,且费用很低,氢气的提取效率较高,可以应用在生产中。

第五,甲醇水蒸气转化制氢工艺技术。通常情况下,在甲醇与脱盐水蒸汽相互混合之后,将其放置在加压加热的的容器中,可以形成催化与转化作用,生成75%的氢气。在变压吸附的过程中,应使用吸附剂,根据压力变化对吸附剂的剂量进行动态化调整,在高压环境中对原料中杂质进行吸附,在低压环境中对杂质进行脱附处理,保证吸附剂的再生应用。此类技术的使用可以进行脱盐水与循环液缓冲罐中的甲醇、水等混合在一起,在循环液体升压泵的支持下,进行加压处理,将其与甲醇冲关升压泵加压之后的甲醇原料混合在一起,然后设置在换热器设备中,形成自转化器的转化作用,完成第一次热交换。在此之后,将原料液体放置在汽化塔设备中,然后在沸腾器与导热油的作用之下实现二次加热,进行汽化处理。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在转化之后进入到脱碳的程度中,在八塔七次均压环境之下,进行真空变压吸附处理,制取出相关气体,将杂质排放在大气中。对于半成品气体而言,还需进入到PSA制氢工艺环节中,实现提纯处理目的,此时的氢气纯度甚至可以达到99.99%。在使用甲醇水蒸气转化制氢工艺技术的过程中,工艺流程较为简单,需要支付的成本很少,且操作灵活性很高,制氢规模在8000nm3/小时左右,有利于进行精细化生产与制作,因此,在实际生产的过程中,应合理使用此类工艺技术,遵循科学化与合理化的工作原则,编制完善的计划方案,在提升整体工作质量与制氢工艺技术应用水平的基础上,更好的完成当前任务,达到预期的工作目的。

二、制氢工艺技术比较

对于电解水制氢工艺技术而言,主要使用的原材料为水,制取规模为300nm3/小时,装置在使用过程中规模很小,建设的周期很多,使用便利性高,操作灵活,但是存在耗电量大的缺点[1]。

天然气转化制氢工艺技术的应用原材料为天然气与水,制取规模为4000nm3/小时左右,工艺流程较为复杂,配套装置的安装与建设时间长,需要支付较高投资成本。

煤焦化制氢工艺技术在应用期间,原材料为煤与水,制取规模为10000nm3/小时左右,但是,煤炭的资源分布不均匀,煤焦化的工艺流程会受到一定影响[2]。

煤气化制取技术在应用过程中,原材料为煤与水,制取规模为10000nm3/小时左右,工艺流程较为复杂,对生态环境会产生污染[3]。

甲醇水蒸气转化技术的原材料为甲醇与水,制取规模为8000nm3/小时左右。在生产过程中,甲醇原材料容易获取,运输与存储便利性高,需要投入的资金成本很低,且基础设施的建设时间很短,能耗较少。同时,此类技术在应用期间的工艺流程很简单,灵活性符合要求[4]。

综合对比分析可以发现,甲醇水蒸气转化制氢工艺技术的应用效果较高,能够打破传统工艺技术局限性,降低成本提升制氢工艺技术应用效果,因此,需予以足够重视,广泛进行推广应用[5]。

结语:

综上所述,对比分析各类制氢工艺技术,甲醇水蒸气转化制氢技术的应用效果较为良好,因此,在实际生产期间应总结丰富经验,合理应用此类工艺技术开展工作,确保满足当前的时代发展需求。

参考文献:

[1]杨小彦,陈刚,殷海龙,等.不同原料制氢工艺技术方案分析及探讨[J].煤化工,2017(6):40-43.

[2]刘晓丽.制氢工艺技术比较[J].当代化工研究,2016(5):78-79.

[3]张兴,袁飞.轻烃蒸汽转化制氢HYSYS软件全流程模拟[J].当代化工,2017(3):546-549.

[4]刘莹.异丁烷脱氢制异丁烯技术的现状与发展趋势[J].石油化工,2016(5):630-635.

[5]孙启梅,王崇辉,王领民,等.生物柴油副产物粗甘油的综合利用[J].化工进展,2017(z1):161-166.

论文作者:艾腾筐

论文发表刊物:《电力设备》2018年第22期

论文发表时间:2018/12/5

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