英哥小课堂 | 氢能源生产中的挑战

2024-12-10
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英哥每期一讲，从行业特性解读空压机应用，

让空压机知识更易理解，空压机选配更轻松、更高效。


·本期话题·

压缩空气在氢能源生产中的应用


社会生产的发展和进步依赖的是能源的开发和利用，随着工业化进程的加速，传统能源短缺、环境污染等问题愈发严峻，新能源受到更多关注。氢能源就是一种正在被使用的新型清洁能源。它是氢和氧经过化学反应而产生的二次能源，也是一种非常重要的可持续能源。


由于氢的体积极小、密度高，它的小分子结构和对压力的高要求，使得氢能的制取、储存、运输、应用技术更复杂严苛。空气压缩机对于氢气的运输、储存、转化至关重要。


氢能产业链包含：

制造氢、储运氢、加氢站、氢应用


第

1

步

制造氢

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典型的制氢方式及压缩空气应用：



煤制氢

主要包括煤焦化制氢和煤气化制氢，其中煤气化制氢指煤在蒸汽条件下气化产生含氢和一氧化碳的合成气，合成气经变化和分离制得氢，是我国最主要的制氢方式。


天然气制氢

天然气制氢技术中，蒸汽重整制氢技术较为成熟，也是国外主流制氢方式。天然气、石油产品生成CO的合成气，然后通过PSA 或膜法分离法转化为CO2和H2

以上两种制氢技术：

  • 技术成熟、制氢纯度及制氢效率高、成本较低

  • 储备有限、制氢过程碳排放量大、须提纯及去除杂质


甲醇制氢

主要包括甲醇重整制氢、甲醇部分氧化制氢和甲醇裂解制氢，甲醇蒸汽重整制氢由于氢收率高，能量利用合理，过程控制简单，便于工业操作而更多地被采用。

  • 成本价低、工艺过程简单

  • 碳排放问题严重


工业副产氢

是在生产发话产品的同时得到的氢气，主要有焦炉煤气、氯碱化工、轻烃利用(丙烷脱氢、乙烷裂解)、合成氨合成甲醛等工业的副产氢。中国工业副产氢大多数已有下游应用，也存在部分放空。

  • 制氢纯度高、成本适中

  • 须提纯及去除杂质、且无法作为大规模集中化的氢能源供应源


电解水制氢

被视为未来最有潜力的制氢技术，主要分为碱性水电解槽、质子交换膜水电解槽和固体氧化物水电解槽。结合可再生能源的电解水制氢符合绿色氢能的发展路径。

  • 工艺过程简单、制氢过程不存在碳排放问题

  • 尚未实现规模化应用、制氢效率低、成本高


压缩空气在上游制氢环节，主要应用于制氢工艺流程中空分、仪表气、气动阀门、气动驱动等


第

2

步

储运氢

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氢能源储运的形态包括：

气态、液态、固态


第

3

步

加氢站

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加氢站有站内制氢和站外制氢两种技术


站内制氢加氢站：

在加氢站内配备了制气系统，制得的氢气经纯化、压缩后进行存储、加注。站内制氢包括电解水制氢、天然气重整制氢等方式。其中，电解水制氢技术在国外已经十分成熟，欧洲大多数加氢站都采用这种技术。


外供氢加氢站:

通过长管拖车、液氢槽车或者管道输运氢气至加氢站后，在站内进行压缩、存储、加注等操作


加氢站形式有：

固定式、撬动式、移动式


第

4

步

氢应用

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氢能源主要应用于：工业、建筑、交通



在工业领域

作为原料或燃料，也用于供电供热


在建筑领域

发电或掺氢燃料


在交通领域

可供乘用车、客车、货车、船舶、飞机的能源

尤其在汽车领域，氢燃料电池正在成为比传统能源更有前途的替代品，它的清洁特性也是汽车实现零排放的重要条件。

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关于氢燃料电池的生产工艺和空压机在其中的应用，我们将在下期小课堂详细解读。


了解了氢能源制造的生产过程，我们来看看空气压缩机在以上氢能源产业链的各个环节都有哪些作用。


✦

01

制造氢

  • 空分

  • 仪表气

  • 气动阀门

  • 气动驱动

✦

02

储运氢

  • 氢气压缩机

✦

03

加氢站

  • 空分

  • 仪表气

  • 气动阀门

  • 气动驱动

✦

04

氢应用

氢燃料电池

  • 气动驱动

  • 气动元件

  • 吹扫

  • 测试用气

  • 保护气体

  • 物料输送

✦



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