
(元琛科技)液體燃料甲醇作為儲氫載體,能量密度高、安全可靠、存儲運輸成本低、制氫轉(zhuǎn)化條件相對溫和、不含硫、低毒、制氫過程相對容易實現(xiàn)等特點成為這些富氫燃料中的首選。甲醇重整制氫被認為是最有希望利用在氫燃料電池上的制氫技術(shù)之一。
一、工藝過程
國內(nèi)甲醇產(chǎn)能過剩,更易儲運,因而甲醇重整制氫工藝得到迅速推廣。甲醇水蒸氣重整制氫反應(yīng)溫度低、分離簡單、產(chǎn)氫量高,且產(chǎn)物中一氧化碳含量更低。因此目前甲醇制氫技術(shù)主要是水蒸氣重整工藝。
純水經(jīng)離子交換除去鈣鎂離子,與甲醇混合,加熱氣化,于轉(zhuǎn)化器中發(fā)生催化裂解和轉(zhuǎn)化反應(yīng),最后生成含CO2、H2、CO的轉(zhuǎn)化氣。轉(zhuǎn)化氣通過換熱和冷凝,出口溫度降至40℃左右,回收未反應(yīng)的甲醇。最后變壓吸附提取氫氣,氫氣的純度可以達到99.9%~99.999%,洗滌液再次返回原料罐重復(fù)利用。
二、甲醇制氫的優(yōu)勢與應(yīng)用方式
基于甲醇制氫技術(shù)的特點,可在站內(nèi)制氫,現(xiàn)制現(xiàn)用,無需H2的大量運輸和存貯,也可在化工園區(qū)集中制氫,再通過短距離運輸(<100km)至加氫站,兩種應(yīng)用方式都具有切實的可行性。隨著CO2合成甲醇技術(shù)的突破,甲醇制氫能夠進一步發(fā)展成為甲醇儲氫,從而實現(xiàn)CO2的零排放,表現(xiàn)出更廣闊的應(yīng)用前景?;诩状贾茪浼夹g(shù)的應(yīng)用及其研究進展,采用甲醇制氫技術(shù)為加氫站提供H2具有較好的應(yīng)用前景。
三、化石燃料制氫經(jīng)濟性對比
以氫氣生產(chǎn)規(guī)模9萬m3/h進行分析。煤制氫裝置投資約為12.4億元;天然氣制氫裝置投資約為6億元;原料成本按價格煤600元/t、天然氣2.5元/m3測算。甲醇制氫投資較小,適合小規(guī)模制氫,以制氫規(guī)模4000m3/h計算,總投資1500萬元。
由于全球變暖和環(huán)境污染的問題日趨嚴重,控制溫室氣體和污染物排放迫在眉睫。隨著環(huán)保壓力的加大,征收碳稅將不可避免。煤制氫工藝和甲醇制氫工藝二氧化碳排放量分別約是天然氣制氫的4倍和3倍。當(dāng)碳稅按照175元/噸計算時,三種化石能制氫產(chǎn)生的碳稅分析如下。
(元琛科技)對于煤制氫和天然氣制氫,要綜合評估煤和天然氣成本和碳排放成本,在目前碳稅較低的條件下,煤制氫的成本會低于天然氣制氫,在未來碳稅成本不斷增加的背景下,在天然氣儲量豐富的地區(qū),原料價格低廉,天然氣制氫能夠有很好的發(fā)展。而甲醇屬于二次能源,在普通情況下用甲醇制氫會增加能源消耗,但是甲醇是液體化工產(chǎn)品,儲存、運輸都比較方便,因此可以靈活的運用到需氫量不大但是天然氣和煤價較高的地區(qū),進行小規(guī)模的制氫。