之前,人们普遍认为这种环境友好的电力—氢气技术无法实现盈利。慕尼业大学(TUM)、曼海姆大学和斯坦福大学的经济学家现在根据德国和美国德克萨斯州的市场情况,描述了灵活的生产设施如何能使这种技术成为能源系统过渡的一个关键组成部分。从化肥的生产,到发电站的冷却剂,再到汽车的燃料电池:氢是一种用途***的气体。***,大多数工业用氢是用化石燃料生产的,尤其是用天然气和煤。然而,在一个环境友好的能源系统中,氢可以扮演不同的角色:作为一种重要的存储介质和一种平衡配电网的手段,多余的风能和太阳能可以通过水电解生产氢。这个过程被称为电能—气体(power-to-gas)的过程。产生的氢气可以在以后作为能源使用,例如在燃料电池中产生电量和热量,将氢气混合到天然气管网中或转化为合成气。我应该直接卖掉能量还是转换它?然而,从电力—氢气的技术一直被认为没有竞争力。德国工业大学管理会计系主任冈瑟•格伦克(GuntherGlenk)和曼海姆大学(UniversityofMannheim)和斯坦福大学(StanfordUniversity)研究员斯特凡•赖希尔斯坦(StefanReichelstein)教授目前完成了一项分析。氢气的易燃易爆(极限 4-75% 体积分数)、氢脆、低温(液氢)等特性,决定了安全是运输的底线。陕西氢气销售联系方式
氢能可推动可再生能源的加速部署氢能大规模部署(或氢气衍生的燃料和大宗商品)可以推动对可再生能源发电需求的增长。IRENA估计,2050年将有19艾焦氢气由可再生能源电力制取,占终端能源消耗的5%和发电量的16%。而氢运输过程中会造成重大能量损失,可能会使氢能供应的电力需求成倍增加。因此大规模部署氢气将对电力行业产生重大影响,并且为可再生能源部署带来更多机会,可通过制氢提高电力系统灵活性电解槽可在几分钟甚至几秒钟内增加或降低产量,新兴的质子交换膜电解槽比碱性电解槽响应速度更快,因此可利用电解槽缓解电网拥堵,这有助于减少对波动性可再生能源的削减。同时,可再生能源电力可通过制氢来输送。氢气可用于季节性存储波动性可再生能源电力到2050年,高比例风能和太阳能并网将使储能需求增长,将可再生能源制氢与储氢相结合,可以为能源系统提供长期的季节灵活性。储氢可以以多种方式进行。陕西氢气销售联系方式为了进一步提高绝热效果,一些先进的液氢运输系统采用了变密度多层绝热(VD-MLI)技术。
1升氢气的质量是,比空气轻得多)。氢气常作为清洁的还原性气体***用于实验室载气、石油精炼、浮法玻璃、电子、食品等行业。小批量氢气主要以,较大批量氢气可以用高压管式槽车运输,或者用现场制氢设备现场制取。(一)氢气的物理性质:在通常状况下,氢气是一种无色,无味和无嗅的气体。它比空气轻。据测定,在标准状况下(温度为0℃,压强为101,325千帕),1升氢气的质量是。氢气跟同体积的空气相比,质量约是空气的1/14,比空气轻重。在,氢气在一℃()时,能变成无色的液体,在一℃()时,能变为雪状的固体。它难溶于水,也难液化。这样轻的气体,自然具有**大的扩散速度和很高的导热性,它的导热率比空气大7倍。(二)氢气的化学性质:氢气在常温下性质稳定,但在点燃或加热等条件下,能够跟许多物质发生化学反应。1氢气的可燃性氢气在空气里的燃烧,实际上是与空气里的氧气发生反应,生成水。这一反应过程中有大量热放出,是相同条件下汽油的三倍。2氢气是还原剂具有还原性(三)氢气的用途:氢气的用途是由氢气的性质决定的。例如,氢气密度是所有气体中**小的,可将氢气充入气球中气球就可以飞起来,如放飞氢气球、太空氢气球、空飘氢气球。
可以与吸附法结合即低温吸附法纯化高纯度的氢气。膜分离需升温(70~90℃)和精过滤等预处理过程,产品氢气纯度低,不能把原材料气中的H2O、H2S、CO2等杂质含量降至10鄄6级,不能满足燃料电池组对微量杂质的要求,因此,膜分开也不适合单独用以纯化燃料电池组用氢气。PSA提炼氢气技术是运用吸附剂对杂质气体的吸附容量大于对氢气的吸附容量,且对杂质气体的吸附容量随压力的升高而增加,随压力的降低而减少的特点,在高压下将杂质气体吸附,在低压时将杂质气体解吸,实现吸附剂的再生。在常温下分开,不需要繁复的预处理,操作便利,启停速度快,操作弹性大,氢气纯度高,可以从各种含氢气体中制取含量在99%~,可将多种杂质控制在痕量以下,适宜提炼燃料电池组用氢气。而且PSA设备扩张灵巧,随着氢能市场的逐渐早熟,设备的产氢规模可逐步提升。2燃料电池组用氢气的制取中国石化北京燕分公司(简称燕山石化)是我国建厂**早、规模**大的现代原油化工联合企业之一,目前工业用氢主要来自两部分,***部分成炼油系统现有的80万t/a连续重整反应单元副产的氢气,每小时副产氢气40000Nm3;第二部分为化工副产氢气,主要为现有71万t/a蒸汽裂解装置副产的氢气。氢气的使用可为全球CO2减排总量贡献20%,达到惊人的7Gt(1Gt=10亿吨)。
重整气和炼厂的加氢尾气的主要成份是氢气和烃类组分,通过一步PSA提纯工序即可取得产品氢气,氢气压力一般为,生产规模可以达到100000Nm3/h以上。炼厂氢气的含量一般为(摩尔分数),其中(CO+CO2)含量低于20×10鄄6(摩尔分数),另外富含少量的N2和CH4等杂质。表3是某炼厂氢气分析结果。表3某炼厂氢气分析结果燕山石化炼厂副产氢气生产燃料电池组氢气的工艺流程如图1所示,炼厂副产氢气在(G)进入PSA氢气提纯设备后,产品氢气指标达到GB/T37244鄄2018要求,然后经隔膜压缩机增加至22MPa(G)后由氢气约束车充装,PSA的解吸气中氢气摩尔分数依然比很高,在,经压缩机压缩至(G)送至化工区的氢气管网。由图1可知,来自炼厂的副产氢气一部分纯化为燃料电池组用氢气,尾气进入化工区氢气管网,整个工艺过程并未氢气损失,氢气的利用率达到100%。图1炼厂副产氢气生产燃料电池组氢工艺流程PSA氢气提纯设备使用7塔3步均压的冲洗再生工艺流程,工艺时序如表4所示,每个吸附塔依次经历吸附、3次均压降、顺放、逆放、冲洗、3次均压升、终充等步骤。氢气提纯过程不需要升温或冷却,操作便捷,能耗低,操作弹性大,设备负载可以在30%~110%范围内转变。按来源可分为化石燃料制氢、电解水制氢、工业副产氢等.陕西氢气销售联系方式
管道运输方面,需要遵循 ISO 13623 标准,考虑氢气在常温与低温环境下的膨胀系数差异,预留热胀冷缩余量 。陕西氢气销售联系方式
高温的再生气将第二常温吸附反应器8在加氢再生阶段生成的水以气态形式带出床层并通过放空口3高位放空,持续时间2-4小时。以氧为例,加氢还原的原理是:ao2+h2→ao+h2o。(5)冷却初始状态为加热吹扫状态。***加热器ⅱ停止加热,常温的再生气将第二常温吸附反应器8的热量带出直至反应器冷却至常温,过程持续8-10小时。(6)充压待用初始状态为冷却状态,第二放空阀20关闭,再生气开始通过第二再生气控制阀16给第二常温吸附反应器8充压,当第二常温吸附反应器8压力达到纯化器正常工作压力时关闭第二再生气控制阀16,第二常温吸附反应器8进入待用阶段。等到***常温吸附反应器7纯化周期结束后,自动进入纯化状态,而***常温吸附反应器7则同时进入再生过程。(7)吸气工艺***初始状态为吸附工序正常产气状态。原料气经过吸附工序后,通过换热器9,进入高温吸气反应器,初次开启换热器前,吸气工序控制阀24关闭,高温吸气反应器10由加热套加热升温,同时保护气控制阀23开启,外部气源氩气从保护气入口4通过换热器9和第二加热器进入到高温吸气反应器10对反应器进行升温。温度达到250-350℃时,操作吸气工序控制阀24,当温度到达350-400℃时,且通入氢气无明显升温,关闭保护气控制阀23。陕西氢气销售联系方式
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