天然氣絕熱轉(zhuǎn)化制氫
從現(xiàn)有天然氣水蒸汽重整大規(guī)模制氫、氫輸運和加注成本分析結(jié)果可了解,現(xiàn)有成熟的天然氣水蒸汽大規(guī)模制氫的成本為US$1/kg,若采用液化對氫進行分配和加注,由于液化使得氫成本達US$2.21/kg再加上輸運和加注成本使得氫能總成本高達US$3.66/kg;若采用加壓鋼瓶車載和鋪設(shè)管道分別對氫進行分配和加注,其總成本為US$4.39/kg和U$5.00/kg。
因此,加氫站建立小規(guī)?,F(xiàn)場制氫裝置可省去液化,輸運和分配成本。
然而,當多步工藝過程的天然氣水蒸汽重整的規(guī)模降低到加氫站所需規(guī)模時,固定成本將達到氫生產(chǎn)總成本約90%,制氧成本將達到約US$11/kg。
因此,現(xiàn)有的天然氣水蒸汽重整制氫和常規(guī)深冷分離或變壓吸附分離凈化氫技術(shù),盡管技術(shù)成熟并且在化工廠規(guī)模制氫過程中發(fā)揮重要作用,但無法滿足燃料電池車對分散氫能的需求。
中國科學院大連化學物理研究所提出的天然氣絕熱轉(zhuǎn)化制氫工藝采用廉價的空氣做氧源,設(shè)計的含有氧分布器的反應器可解決催化劑床層熱點問題及能量的合理分配,催化材料的反應穩(wěn)定性也因床層熱點降低而得到較大提高,該技術(shù)較突出的特色是大部分原料反應本質(zhì)為部分氧化反應,控速步驟已成為快速部分氧化反應,較大幅度地提高了天然氣制氫裝置的生產(chǎn)能力。
天然氣絕熱轉(zhuǎn)化制氫在加氫站小規(guī)?,F(xiàn)場制氫更能體現(xiàn)其生產(chǎn)能力強的特點。該新工藝具有流程短和操作單元簡單的優(yōu)點,可明顯降低小規(guī)?,F(xiàn)場制氫裝置投資和制氫成本。
天然氣高溫裂解制氫
天然氣高溫裂解制氫是天然氣經(jīng)高溫催化分解為氫和碳該過程由于不產(chǎn)生二氧化碳而被認為是連接化石燃料和可再生能源之間的過渡工藝過程。天然氣高溫催化裂解制氫,在國內(nèi)外均開展了大量研究工作。
該過程欲獲得大規(guī)模工業(yè)化應用,其關(guān)鍵問題是,所產(chǎn)生的碳能夠具有特定的重要用途和廣闊的市場前景。否則,若大量氫所副產(chǎn)的碳不能得到很好應用,必將限制其規(guī)模的擴大。