加氢母站工艺介绍及运行期间存在问题解决方案

目前,国内氢气制备的主要途径为化石燃料制氢、电解水制氢及工业副产氢,因工业副产氢资源广泛且价格较低,是生产燃料电池用氢、高纯氢气、超纯氢气等工业用氢的主要途径。本文介绍了天津新氢能源发展有限公司以临港园区内丙烷脱氢尾气为制氢原料,采用较为先进的快周期变压吸附（rPSA）技术生产车用燃料电池氢、高纯氢、超纯氢及电子工业用氢的应用情况。通过介绍天津新氢能源加氢母站工艺流程,分析氢气生产、压缩及充装操作过程中潜在的风险,并提出相应的解决方案。     

我国新能源风光发电制氢成本动态测算

新能源发电制氢技术不断成熟，制氢成本直接影响氢能产业商业化推广与应用。针对电解水制氢技术方案投入与运营成本变化，基于新能源产业风光发电成本视角构建了碱性(ALK)电解槽+风电、质子交换膜(PEM)电解槽+风电、碱性(ALK)电解槽+光伏发电、质子交换膜(PEM)电解槽+光伏发电4种电解水制氢组合方案的成本动态测算模型，并通过敏感性分析研究了相关因素对制氢成本的影响。结果表明：4组方案制氢成本在研究期内(2017—2020年)分别降低了13.95%、29.22%、19.55%和31.03%,2020年制氢成本分别为17.90、28.27、21.54和32.23元/kg,而能耗和发电成本是降低4种方案制氢成本最具潜力的影响因素。同时，对比分析了其他电源及传统化石能源制氢等不同制氢技术工艺的经济性，不同制氢情景下，制氢成本由低到高分别为煤制氢、工业副产氢、天然气制氢、煤制氢+碳捕获收集(CCS)、ALK风电制氢、甲醇制氢、ALK光伏制氢、ALK谷电制氢、PEM光伏制氢和PEM谷电制氢。     

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。     

燃料电池用氢气的制备工艺探讨

氢燃料电池对氢气的纯度要求极高。目前工业制氢的主要方式有化石原料制氢、工业副产气制氢和电解水制氢等,本文对这些制氢工艺的原理、产品纯度及产生的杂质进行讨论,以期找出切实可行的制氢技术,为氢燃料电池提供充足的燃料来源。     

中,小型尿素厂氨压缩机的节能措施

尽管合成氨装置合成工段的最终产品为液氨，但由于合成氨装置自身生产工艺的要求，需要用氨制冷来进行冷却、分离，对于铜洗精炼、３２ＭＰａ合成工艺的合成氨装置，自产液氨基本能满足铜液氨冷器、合成氨冷器的冷冻负荷，但在夏季气温较高时仍略显不足，可见，如果没有氨压缩机提供冷冻量，合成氨装置输送出去的氨将为气氨。而尿素装置生产所需的原料氨为液态氨，因此，尿素工厂需要用氨压缩机给铜液氨冷器、合成氨冷器提供冷冻量，使合成工段产的液氨供尿素装置生产用。一般地，合成工段每生产１吨液氨，铜液氨冷器所需冷冻量为４．１８４…     

利用部分高炉气与焦炉气混合制成一段炉燃烧气试烧成功

本溪北方化工(集团)有限公司(原本溪化肥厂)拥有国内第一套以焦炉气和高炉气双原料工艺路线制取合成氨原料气的生产装置,通过多年的节能技术改造,装置能力提高至年产80kt合成氨、125kt尿素。目前,焦炉气由北钢集团供给,高炉气由本钢集团供给。大部分焦炉气用于工艺制氢,少部分用于一段转化炉燃烧,高炉气主要调节氢氮比,同时也增加了氢气有效成份。     

四川美丰建成绵阳工业园15万吨合成氨项目

2013年9月28日，四川美丰化工股份有限公司绵阳工业园合成氨装置成功点火试生产。绵阳工业园是四川美丰投资最大的发展项目，为四川省、绵阳市重点工程，被誉为四川美丰希望工程、效益工程。于2008年6月24日开工奠基，位于绵阳塘汛镇经济开发区，占地600多亩。美丰绵阳工业园合成氨装置年产能15万吨合成氨。氨作为尿素生产的主要原料之一，三聚氰胺以尿素为原料，其副产尾气直接回收用于生产硝酸铵，     

联醇的甲醇合成工序几个技术问题的探讨（下）

3联醇生产对合成氨生产的影响 由于甲醇合成比氨合成多耗氢而不耗氮，随醇氨比的上升，必须提高气体中氢含量和降低氮含量，必然造成造气炉发气效率和发气量下降，而给造气的操作增加难度。对碳铵厂来说，生产甲醇后，氨不平衡还必须上脱碳才能达到氨碳的平衡。对尿素厂来说，若原尿素与氨基本平衡，若生产甲醇后不扩大总氨产能，则每生产1t甲醇将减产1．4t尿素。     

碱性电解水制氢催化剂的研究现状与进展

与可再生能源相结合的电解水制氢是绿氢生产的主要技术路线,在“双碳”目标的驱动下,这一绿色科技有望成为能源变革的核心,也是清洁能源版图中的重要一环。碱水电解制氢技术发展最为成熟、商业化程度最高,是电解水市场的重要组成部分。电解槽作为电解水技术的关键设备,其技术发展程度影响着绿氢规模化发展进程,而高效稳定的电催化剂是碱水电解槽性能提升的关键。文章综述了碱性电解水的反应原理以及近年来阴极和阳极电催化剂的研究进展,对碱性电解水技术发展面临的关键问题和解决思路进行了分析和展望。     

运用CO2气化装置，解决“气头”尿素装置的氨碳平衡

1 运用CO2气化装置的起因 四川美丰化工股份有限公司德阳分公司是一家拥有450kt／a合成氨、700kt／a尿素的大型“气头”尿素生产企业。在原CCR法转化工艺占60％的情况下，配套生产尿素时CO2还有富余。但是，在600t／d合成氨装置投用后，吨氨所副产的CO2严重不足，即不能将液氨全部转化为尿素，经测算液氨富余5％左右，造成液氨过剩，     

可再生能源电解制氢技术及催化剂的研究进展

氢能是一种清洁、高效的二次能源,是构建未来清洁社会的重要支撑。在众多制氢技术中,利用可再生能源产生电能,并通过电解水制备高纯度氢气是最具潜力的制氢路线之一。本文在介绍三种电解水制氢技术及核心部件的基础上,重点讨论了电解水析氢催化剂,特别是过渡金属基电催化剂及单原子催化剂的研究进展。本文最后对可再生能源发电与电解水制氢技术的耦合进行了分析与讨论,简述了现阶段国内外基于可再生能源发电制氢项目的开发进展。文章指出,随着电力成本下降,高效、稳定、经济的析氢催化剂的开发,可再生能源发电制氢将成为解决能源消纳、加速氢能产业化进程、最终实现我国向低碳清洁能源转型的重要途径。     

我国天然气制氨、尿素生产工艺发展前景——天然气纯氧自热转化电解水分离H2和CO2等压合成氨联尿流程的开发

结合我国以煤为原料生产合成氨能耗高、污染大的现状,分析了我国的天然气储量、开采量和消费量;阐述了调整我国能源结构,将天然气作为合成氨生产原料的可能性和可行性;提出了天然气纯氧自热转化电解水分离H2和CO2的等压合成氨联尿工艺流程;结果表明,该工艺以天然气为原料,采用自热转化制取合成氨加工成尿素,达到氨碳化学当量比基本平...     

基于双碳背景下光伏直流耦合PEM电解水制氢研究

氢能是最清洁的能源载体，是未来能源革命与产业发展的重要方向，是助力双碳目标实现的重要手段之一。本文通过对比碱性电解池制氢、质子交换膜电解水制氢、固体氧化物电解水制氢等主流电解水制氢方式，分析各制氢方式的特点，阐述了光伏直流耦合PEM电解水制氢的重要意义。分析了光伏直接耦合和间接耦合PEM电解水制氢的原理以及优缺点。针对目前光伏直流耦合PEM电解水制氢的研究现状，对光伏耦合PEM电解水制氢的未来发展方向进行了展望，期望为光伏PEM电解水制氢的发展提供借鉴和参考。     

发展氢能的几条途径

氢是一种高效、洁净的能源,其制取途径包括有机废弃物制氢、利用微型藻类持续大量产氢、源于植物原料制氢和新型光催化制氢。以有机废水为原料厌氧活性污泥发酵制氢的产氢能力达到每天5.7m~3/m~3;生活垃圾厌氧发酵制氢的产氢效率为49ml/kg,有望实现规模生产。目前海藻培养液的产氢效率为3ml/L,产量较低。用植物源葡萄糖为原料,在贵金属催化剂存在下可制氢,但距实用化的目标还有较远距离。以铟钽化合物为光催化剂,利用可见光可将水分解为氢和氧。     

对中氮尿素装置氨回收系统副产氨水的看法

一、氨回收系统流程及评介近年来我国一些中氮尿素装置回收氨生产系统副产氨水,这对减少环境污染降低氨耗收到了明显的效果。大多数厂家,是将合成氨系统的副产氨水先送至尿素系统的碳氨液槽,再经解吸塔返回二段循环系统回收(见图1)。而笔者经过物料衡算对比证明:氨生产系统的副产氨水直接送入尿素二段循环系统回收(见图2)有以下优点:(1)系统增加的水量少,有利于系统     

合成氨技术改造的思路

该文针对我国以煤为原料、空气、蒸汽气化制取半水煤气的中、小型合成氨厂存在的问题,吸收国内外近年来合成氨生产过程中各环节工艺、各单元设备、信息控制等方面的技术进展,提出我国中、小型合成氨技术改造的思路。笔者以节能为中心,从造气至氨合成以及尿素、合成氨联、副产粗甲醇、二甲醚等的工艺、设备、控制的改造方案,从理论上和实施方面进行了论述。     

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。     

CoFe-LDHs/VMT催化剂高效电解尿素性能探究

尿素辅助电解水是一种节能的制氢策略,但其应用受到阳极尿素氧化反应(UOR)和阴极析氢反应(HER)动力学缓慢的限制。以水热法合成的CoFe-LDHs/VMT(VMT为蛭石简写)催化剂作为UOR的高活性催化剂,通过XRD和XPS对催化剂进行表征。结果表明,VMT与CoFe-LDHs存在相互作用;CoFe-LDHs/VMT催化剂作为HER-UOR体系中的双功能电催化剂为实现节能制氢提供了新的途径。     

合成氨工艺分析及节能改造措施

伴随经济和科技发展,日常生产、生活中涉及到化工制品也随之增加,这些化工制品不仅为人们生活提供了便利条件,同时也在一定程度上提升了人们生活质量。化工制品的种类不同,生产方式也有差异。在农业化肥中,氨是广泛应用的化学物质之一,通过多种原料和生产方式将氮和氢合成,得到的氨即为合成氨。合成氨在医药业、工农业均得到广泛利用,且发挥着重要作用。     

适用可再生能源不确定特性的合成氨多稳态柔性工艺技术

双碳背景下,风光可再生能源发电是能源发展的重要方向,“绿氢”由于其长周期存储和零碳特征,可以有效解决风光电力消纳的难题,有望与电能一同成为未来能源体系的两大支柱。但是由于氢气自身特性和氢脆造成的材料瓶颈,“绿氢”发展遇到制储运多环节安全性与经济性挑战。绿电制氢制氨的“电制绿氨”路径被认为是解决“绿电”“绿氢”技术经济困局的重要途径之一。针对风光资源的不确定性,分析了基于合成氨“哈-博”工艺多种解决方案的优劣,提出了多稳态柔性“电制绿氨”工艺模式以解决“源网氢氨”复杂技术特征耦合下的设计、装置和运行问题;研究了多稳态柔性“电制绿氨”工艺的系统性技术架构、整定经济运行负荷与运行周期的最优化方法;开发了电氢氨一体化数字仿真模型,计及电力约束、资源波动、氢氨需求、系统运行效率和可靠性等因素,对全场景、全流程下的“电制绿氨”进行协同优化,形成了一套面向动态运行的绿电耦合化工的设计方法;研究了催化剂结构性能调优与合成塔内件结构的优化方法,开发了复杂变工况条件的催化剂宏观动力学模型,以及电氢氨一体化协同调度与智能控制技术。多稳态柔性“电制绿氨”工艺实现了合成氨经济运行负荷在30%～110%,负荷调节...