小型撬装天然气转化制氢技术开发

氢能作为一种清洁能源,越来越受到全球的广泛关注,氢能时代即将到来。由于氢气的特性,氢气的储存及运输始终限制着氢能的应用。因此,小型撬装化天然气转化制氢技术可以通过利用现有燃气管网是具有广阔应用前景的技术。通过分析大型天然气转化制氢工艺技术,从工艺原理、工艺流程、设备技术等不同方面,提出在小型撬装化技术开发过程中可优化的项目。通过分析列比国内外现阶段小型撬装化天然气制氢装置的研发应用案例,指出了未来的研究方向,为我国小型撬装化天然气制氢技术的开发提供参考。     

天然气制合成氨造气工艺技术优选

随着日益严重的环境污染,全球变暖的趋势越来越明显,以清洁能源天然气制合成氨在未来的几十年任然将占据重要地位。本文综合介绍了以天然气制合成氨各工艺的基本原理、流程、现存的问题及各个工艺线路解决的关键问题。     

天然气蒸汽转化制氢工艺研究

随着我国工业现代化水平的不断提升,目前天然气蒸汽转化制氢工艺作为一种先进的氢气生产工艺技术,其在国内化工领域的应用也得到了良好的推广。立足于现状,首先结合具体案例就天然气蒸汽转化制氢工艺装置的特征进行了介绍,其次对天然气蒸汽转化制氢工艺装置的技术特征与优势进行了解析,并在最后对天然气蒸汽转化制氢工艺装置的使用流程进行了阐述,希望可以有效提升天然气蒸汽转化制氢工艺的技术稳定性与工艺先进性,从而获取良好的经济效益与社会效益。     

制氢技术的现状及发展前景

氢能作为一种清洁、燃烧热值高的新能源,广泛应用于供能和化工合成,因而研究氢气的制备对能源产业发展和经济建设有着重大意义。本文着重介绍天然气制氢、重油部分氧化制氢、煤气化制氢、甲醇裂解制氢、荒煤气制氢、水电解制氢以及生物质制氢技术,涉及制氢原理、制氢工艺及制氢特点,分析制氢工艺经济性,并对制氢技术的前景进行展望。     

典型制氢工艺生命周期碳排放对比研究

氢能大规模发展需要解决“以何种方式制取氢气”的问题，在实现“双碳”目标的背景下，需要全面考察氢能产业链的碳排放情况。在相同的研究尺度下，建立统一的核算边界，采用统一的参数数据，定量测算典型制氢工艺的生命周期碳排放情况。结果显示，全生命周期视角下的CO₂排放量从大到小依次为甲醇制氢(煤炭为原料)、以火电为主的电解水制氢、煤制氢、甲醇制氢(天然气为原料)、天然气制氢、光伏发电电解水制氢、风电电解水制氢。煤制氢、天然气制氢的碳排放主要在氢气生产过程，甲醇制氢的碳排放主要在甲醇生产过程，电解水制氢过程虽清洁，但电力隐含的碳排放不容忽视。     

"双碳"目标下我国氢能产业发展路线研判

"双碳"目标出台后,我国氢能产业步入快速发展阶段.预计当前至2030年是我国氢能产业发展的奠基期,这一时期氢气将经历由化工原料向交通燃料的角色转换,蓝氢、绿氢技术成熟且实现商业化.绿氢时代我国将形成绿电制氢、依托天然气管网跨区域输氢、氢储能、分布式天然气制氢及系列氢走廊建设等氢能重点工程,构成氢能发展路线.目前地方发展氢能积极性高,建议及时制定出台国家层面氢能发展规划,攻关氢能领域核心技术,进一步完善氢能产业系列标准,加大氢能发展政策支持以及组建氢发展联盟,促进氢能产业实现可持续发展.     

化石原料制氢技术发展现状与经济性分析

对煤制氢、天然气制氢、甲醇制氢以及工业副产回收氢气等化石原料制氢技术发展现状进行了详细分析,研究对比了几种化石原料制氢技术的生产成本与经济性,并对化石原料制氢产业发展前景进行了深入思考,总体认为：煤制氢具有资源成本优势,是实现大规模制氢的首选技术;天然气制氢发展潜力大,但目前存在资源约束和成本较高的问题;工业副产回收氢气是未来颇具发展潜力的制氢方式;甲醇制氢规模灵活,但存在设备成本高、稳定性较差等不足。在当前太阳能等新能源制氢技术尚未成熟的现实条件下,化石原料制氢必将担当主要角色,未来氢能产业必将是化石原料制氢与电解水制氢、新能源制氢多种方式共存、多元化发展的供给格局。     

“双碳”背景下制氢技术前景展望

在全球能源转型的浪潮中,氢能产业迎来了前所未有的发展机遇。为促进氢能产业高速高质量发展,推动氢能从传统工业原料向大规模能源应用转型,国家发改委和能源局于2022年联合印发了《氢能产业发展中长期规划（2021—2035年）》,从国家层面上明确氢的能源属性,提出氢能产业发展的基本原则以及各阶段的发展目标,部署了推动氢能产业良性健康发展的重要举措。围绕“双碳”目标下热门制氢技术的研究进展进行综述,分析各制氢技术的优缺点,最后对未来制氢技术的发展趋势进行了展望。     

我国氢能产业发展现状与思考

我国以化石能源为消费主体,为加快实现"双碳"减排目标,发展清洁能源刻不容缓。从制氢、燃料电池、氢能汽车、加氢站和氢能冶金等方面对我国氢能发展现状进行梳理,分析了我国氢能产业的不足,并对未来氢能发展方向提出建议。研究表明,我国氢能产业处于初级发展阶段,尚未完全掌握氢能核心技术,关键材料及零部件仍依赖进口,导致氢能产业链的生产成本较高。未来我国应加强氢能顶层规划布局、氢能产业核心技术攻关、开展高效制氢技术及拓宽氢能应用场景,为未来氢能大规模发展打下坚实基础。     

天然气蒸汽转化制氢工艺

从热负荷、运行成本和投资三方面对中小规模的制氢工艺有无变换工序进行了分析，认为在制氢量及天然气价格较低时，不必采用变换工序。     

甲醇水蒸气重整制氢研究进展

氢气需求的持续增长,带动制氢技术的不断进步。煤制氢技术投资较高,天然气制氢原料来源受到限制,电解水制氢成本较高。甲醇制氢投资适中,适合各种规模的制氢装置,铜基催化剂反应温度低,低温活性和氢气选择性好,价格低廉,因而甲醇制氢技术得到广泛应用。催化剂载体和助剂的改进研究,对工业催化剂的改进具有重要的指导意义。综述甲醇水蒸气重整制氢工艺、反应机理和催化剂,介绍了催化剂载体和助剂等方面的研究进展情况。     

Software development for design and simulation of terraced wall and top fired primary steam reformers

In recent years, many research activities have been carried out on effective use of natural gas. The first step for this process, however, is converting natural gas to synthesis gas (syngas). Natural gas reforming process by means of a reformer furnace is commonly used for syngas and hydrogen production.

In this paper a windows-based software, RIPI-RefSim, is introduced. By using rigorous heat, mass, kinetic and thermodynamic models as well as taking into account the effect of catalyst shape, the software has been developed in order to provide reformer furnace simulation for syngas and hydrogen production. RIPI-RefSim can be used in three different modes (rating, simulation and design) and provides a detailed understanding of furnace performance, product characteristics, temperature, reaction rates and pressure drop profiles, effect of catalyst shape, and so on.     

轻烃蒸汽转化制氢HYSYS软件全流程模拟

轻烃蒸汽转化制氢作为目前国内外比较成熟的制氢技术之一使用很广泛,通过HYSYS软件对榆林炼油厂20 000 m~3/h天然气蒸汽转化制氢进行全流程模拟,详细介绍了装置各工序流程模拟过程中模块的建立过程及方法,并结合现场实际参数对全流程模拟进行优化设置,将全流程模拟的原料适用范围扩展至炼厂副产的轻烃类混合物,使得此流程模拟计算在以轻烃蒸汽转化制氢工艺技术的设计过程中通用,并对使用轻烃蒸汽转化制氢工艺技术的生产装置在开工和生产阶段提供可靠的动态参考数据。     

天然气分散制氢的技术经济分析(英文)

It is well established that hydrogen has the potential to make a significant contribution to the world energy production.In U.S.,majority of hydrogen production plants implement steam methane reforming(SMR) for centralized hydrogen production.However,there is a wide lack of agreement on the nascent stage of using hydrogen as fuel in vehicles industry because of the difficulty in delivery and storage.By performing technological and economic analysis,this work aims to establish the most feasible hydrogen production pathway for automotives in near future.From the evaluation,processes such as thermal cracking of ammonia and centralized hydrogen production followed by bulk delivery are eliminated while on-site steam reforming of methanol and natural gas are the most technologically feasible options.These two processes are further evaluated by comprehensive economic analysis.The results showed that the steam reforming(SR) of natural gas has a shorter payback time and a higher return on investment(ROI) and internal rate of return(IRR).Sensitivity analysis has also been constructed to evaluate the impact of variables like NG feedstock price,capital of investment and operating capacity factor on the overall production cost of hydrogen.Based on this study,natural gas is prompted to be the most economically and technologically available raw material for short-term hydrogen production before the transition to renewable energy source such as solar energy,biomass and wind power.     

气煤联产甲醇天然气转化工艺方案选择

介绍了气煤联产甲醇氢碳互补和天然气转化工艺原理,分析了不同转化工艺的过剩氢,对一段与二段转化的天然气消耗、煤气变换率、CO2排放、动力消耗、投资进行了比较,指出了一段蒸汽转化能起到很好的补氢作用,可使水煤气的变换率为最低,一段蒸汽转化无论是在天然气消耗、动力消耗、CO2排放,还是投资上均优于二段转化,是气煤联产甲醇的最佳转化方案。     

Kinetic and CFD Modeling of Exhaust Gas Reforming of Natural Gas in a Catalytic Fixed-Bed Reactor for Spark Ignition Engines

Fuel reforming is an attractive method for performance enhancement of internal combustion engines fueled by natural gas, since the syngas can be generated inline from the reforming process. In this study, 1D and 2D steady-state modeling of exhaust gas reforming of natural gas in a catalytic fixed-bed reactor were conducted under different conditions. With increasing engine speed, methane conversion and hydrogen production increased. Similarly, increasing the fraction of recirculated exhaust gas resulted in higher consumption of methane and generation of H₂ and CO. Steam addition enhanced methane conversion. However, when the amount of steam exceeded that of methane, less hydrogen was produced. Increasing the wall temperature increased the methane conversion and reduced the H₂/CO ratio.     

天然气制氢技术应用于浮法玻璃行业初探

介绍了玻璃行业氢气制备方案、天然气制氢工艺方案、天然气制氢氢气中杂质对玻璃生产的影响,以及玻璃行业几种制氢工艺技经指标的对比。     

天然气制氢技术在氯碱生产中的应用

介绍了天然气制氢技术在氯碱生产中应用的可行性,天然气制氢技术的生产工艺和流程,总结了开车运行以来的生产情况。     

以天然气为介质还原蒸汽转化催化剂

介绍了在中国石化荆门分公司制氢装置采用天然气还原Z417/Z418型转化催化剂工业应用的成功经验,并对使用天然气作为还原介质的操作要点进行说明。结果表明,使用天然气作为还原Z417/Z418型转化催化剂介质,必须在建立系统循环的基础上进行,通过系统循环,保证转化催化剂还原所需要的氢气,使转化催化剂得到完全还原。     

基于Fluent的微通道天然气废气重整的数值模拟

利用Fluent软件对微通道反应器中天然气废气重整进行数值模拟。利用甲烷来代替天然气进行模拟。多通道反应器由具有平行通道的堇青石块组成,每个平行通道用Rh/Al_2O_3催化剂洗涂。由于堇青石的低热导率,通道之间的热传递被忽略。研究了进料温度,燃料组成和天然气中存在的丙烷对温度和产物分布的影响。通过模拟结果可得出:开始温度沿着通道良好地分布,并且没有形成明显的热点;增加进料温度有利于甲烷转化和氢气生产,但会导致温度分布不均;提高进料中蒸汽的量有助于增加氢气形成,但轻微地减弱了甲烷转化;提高入口处的O_2/C比值可导致甲烷转化率和温度成比例地增加。