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      站內小型集成化氫氣提純技術的創新與實踐
      作者:官方 來源:佳安氫源 所屬欄目:行業知識 發布時間:2023-06-19 14:52
      [ 導讀 ]近年來氫能已成為全球能源低碳化轉型的重要發展方向,世界主要國家紛紛制定氫能發展戰略,掀起了氫能發展的熱潮。交通和分布式發...

      加氫站內小型橇裝甲醇制氫技術

      小型化撬裝裝置-背景

      近年來氫能已成為全球能源低碳化轉型的重要發展方向,世界主要國家紛紛制定氫能發展戰略,掀起了氫能發展的熱潮。交通和分布式發電是目前氫能的主要應用場景,整體上氫能仍處于發展導入期,受氫氣的儲運、基礎設施建設等影響,燃料電池汽車的競爭力受到嚴重削弱。國內在運行的加氫站普遍售價在不依靠補貼情況下60~80元/kg,其中把氫氣從制氫工廠運輸至加氫站的運輸成本約占20%-30%。

      因此研究者期望在移動設備或加氫站內,通過結構緊湊、體積小、操作簡單的原位制氫模塊來解決儲氫和加氫問題。目前加氫站內制氫主要有電解水制氫、甲醇制氫、液化石油氣制氫和天然氣制氫等方式,其中甲醇因其水蒸汽重整反應溫度低、產物中氫氣濃度高、運輸和儲存方便等優點成為原位制氫的優質原料。可實現貼近市場進行10~500kg/d規模的低成本制氫,其借助橇裝化、模塊化設計,能夠滿足公路運輸要求,且占地面積小,便于進行靈活、快速地建安和運行,也便于對已有加油站和加氣站實施快速改造。

      小型橇裝制氫需要在工藝流程、重整反應器、催化劑、系統集成與控制、純化、熱量平衡設計等方面進行創新研發,具有一定的技術挑戰性。其中通過重整反應獲得的富氫氣體必須經過進一步提純,適合于小型橇裝制氫的氫氣提純技術主要有變壓吸附(PSA)提純和鈀膜/管提純等,其中PSA包括傳統型PSA、真空解吸V-PSA等。

      小型化撬裝裝置-需求

      一、裝置小型化限制了吸附劑的裝填量,因此對吸附劑的綜合性能提出更高的要求。佳安通過自有的吸附劑研發、工程實踐的積累及動態模擬等,實現了吸附劑優勢配置。

      主要包括:

      1、通過更為合理的模擬條件,如競爭性吸附條件等設置,配套對應實驗,優化吸附劑配比及裝量,減小裝置體積;

      2、針對CO雜質,通過專有吸附劑,保證產品全周期質量穩定。

      二、MDP裝置的小型化,需要在設備集成方面進行優化設計。佳安通過優化工藝設計,減少緩沖罐設置,并通過程控閥組的陣列排布,優化閥區空間,減少設備體積。通過優化操作時序、控制點數量,減少控制系統的對應配置,不僅控制的設備體積,還優化了設備成本。

      三、MDP裝置的小型化,需考慮運輸方便。通過整體進行三維設計,對支撐結構等模擬公路運輸制動、顛簸等狀況,進行應力分析,保證設備在運輸過程中的穩定性。

      分析條件設置

      應力云圖

      四、MDP裝置小型撬裝化,需考慮裝置的穩定運行。通過控制程序的設置,實現設備在非啟停階段的自動調節,適應變負荷和原料氣波動情況;并實現遠程協同,在授權下遠程查看設備信息,及時診斷問題。

      五、MDP裝置小型撬裝化,還需要考慮裝置的遠程運維,通過遠程監控,判斷設備及元器件的使用情況,通知用戶的維護及檢修要點。

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