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天然气或液体燃料制氢新工艺探讨

白凯
  
安家(建筑与工程)
2021年36期
新能能源有限公司

摘要:燃料的制作和使用对于社会发展具有重要作用,为了提高我国经济发展的质量,就需要不断的针对氢制作的工艺进行研究,同时将氢的制作工艺应用到社会生产当中。目前,我国的制氢工艺使用的原料主要是天然气和液体燃料,要深入的研究和掌握不同原料的制作方式,提升整个制作工艺的效果,不断提高氢的制作产能,为社会进步和经济发展提供更好的保障。

关键词:天然气;液体燃料;氢气制作;工艺

引言

随着社会的不断进步,人们对于资源的使用量不断加大,目前,我国的能源使用并不能很好的满足人们的需求,因此就需要要通过科学技术不断提高能源的实际使用效果。在众多的能源使用中,要充分的做好氢气的开发工作,从而提高清洁能源的产量,通过清洁能源的使用不断提高环境保护质量。在人们的生活中,氢气一直被作为清洁能源的代表,具有许多优点,比如产生的热能高、污染小等,最重要的是氢气资源比较丰富,同时氢气属于可再生的能源,能够为社会经济的发展提供巨大的帮助,为新世纪能源的开发和使用提供了新的选择和方式。

一、传统的制氢工艺

在人们的日常生活中,对于能源的使用随处可见,无论是在交通运输中还是生产制造中,都离不开能源。但是一直以来人们对于能源的无限需求和能源的有限性是一个巨大的矛盾,如果不注重能源的开发和节约,就会导致能源枯竭,面对我国目前的能源紧张问题,最有效的办法就是不断提高可再生能源的开发和制造。在众多可再生能源中,氢气的开发和使用效率是最能帮助人们提高生产力的,对于社会发展的实际推动力也是最强的。

我国的制氢工艺发展速度非常快,制氢的过程中也经历了不同的阶段[1]。在最早的制氢工艺中,我国采用的主要制氢方式是水电解制氢法这种制氢方式有一点的优点,就是在操作上比较方便,但是这种制氢方式的效率相对较低,不利于大量的氢气制造。同时传统的制氢工艺还包括重油部分氧化制氢发等,这些工艺对于后期氢气的制造都具有重要的指导意义。

二、液体燃料制氢新工艺

在能源的使用中,氢一直都被视为是高质量和高效率的可再生能源,对于人们生活水平的提升具有重要作用。在目前的氢气制造中,大部分的工艺主要是在航天和飞机等领域。作为飞机和航天的重要燃料,氢一直是国家战略发展中的重要一环。随着未来科学技术的发展,人们在固体氢的研究方面将会取得重大突破,同时也能够进一步发挥氢在社会发展和飞机飞行中的作用。在具体的应用中,氢既是一种动力燃料,同时也是一种材料结构,能够保证飞机运行的更加平稳,保障飞机安全。同时由于氢具有良好的环保性,其在提升动力的同时还能够有效的保护自然环境。

随着科学研究的不断发展,新的能源不断被发现和开发,目前,我国在能源的使用方面已经出台了相关的法律法规,对于能源使用过程中环境的保护更加的重视,不断倡导人们进行低碳生活和低碳能源的使用。作为重要的清洁能源,在新的时代下,氢的开发和利用更加的受到重视,同时氢的应用范围和应用量也在不断地扩大,无论是在汽车和飞机领域还是在农业和工业生产中都能能够看到氢的使用。在传统的氢制作工作中,整个制作过程的效率较低,同时产生的成本也较大,无法有效的满足社会发展对于氢的实际需要,同时,因为制作成本高,一些企业并不愿意进行相关的工作。通过天然气进行氢的制作是当前的重要方式,能够充分的提升氢的质量,同时降低氢制作的成本,提高氢制作的产量。液体燃料制氢是新技术发展下的新工艺,主要有裂解石油气制氢和氨裂解制氢两种方式。

三、液体燃料制氢

(一)裂解石油气制氢

裂解石油气制氢的主要材料就是轻质油,通过利用催化剂使得轻质油发生一定的反应,不断的提高轻质油的温度,在温度达到800度之后,轻质油就可以和水蒸气进行反应从而产生氢气[2]。在氢制作中,还可以通过重质油的反应得到氢气,但是通过重质油和水蒸气反应得到的氢气要比轻质油少很多,在反应成本上也要比轻质油大,因此在具体的裂解石油气制氢中,一般情况下都会一轻质油为原料。

(二)氨裂解制氢法

氨裂解制氢法的具体工艺相对比较简单,在氢的制作中比较常见,使用的范围也较广。在具体的操作中,可以直接将液体的氨放到蒸发器中,之后就可以通过蒸发器中的具体反应将氨进行气化。在经过过滤和除雾之后,将氨放入到分解炉中,通过在分解炉中使用催化剂来使其发生反应。在液态的氨制作中,也有具体的要求,首先就是温度上的要求,只有通过高温才能使得氨发生反应,从而得到氢。在具体过程中,工作人员要及时的控制好炉内的温度,保证氨的正常反应。在这个过程中,要求整个炉内的温度要控制在800度和870度左右,这样就可以加速氨的分解,从而产生氢气。

四、天然气制氢新工艺

(一)天然气绝热转化制氢

在利用天然气制氢的过程中,需要利用绝热转化的方式促进原料的氧化,天然气氧化的过程中可以快速的获得氢。随着目前制氢工艺的不断进步,天然气制氢的装置也更加的先进,制氢能力不断提高,对于氢的制作质量也更好,但是在工艺不断优化的同时,人们对于能源的需求也在快速的增长,因此必须要不断的对制氢技术进行分析和研究,不断提高制氢工艺的具体效果。在利用天然气制氢中,整个操作流程相对比较简单,能够降低在操作过程中因为操作人员的操作问题而引发的制氢失败,同时天然气角色转化制氢能够很好的应用于小规模的制氢工艺,整体的经济效益较好,能够充分满足不同企业的发展需要,对于我国的制氢工艺的发展具有一定的推动作用。

(二)天然气部分氧化制氢

天然气部分氧化制氢工艺是在传统的制氢工艺中逐渐延伸而来的,这种制氢方式的最主要的优势就是成本比较低廉,比较适合于少量氢的制作。在制作过程中,需要使用高温的无机陶瓷透氧膜作为反应器,通过制氧反应器和氧化制氢共同操作,从而产生氢。这种方式能够极大的提高氢制作的整体效果,降低这个过程的经济消耗,能够基本满足我国目前阶段氢制作的整体要求,为企业的发展提供新的方式[3]。

(三)天然气高温裂解制氢

在制氢的过程中,通过研究人员的不断实践,发现的一种新的制氢方式,就是通过天然气的高温裂解进行氢的产生。在具体的制作过程中,随着天然气的温度不断上升,天然气会逐渐的被分解成氢和碳,同时在天然气分解的过程中,并不会产生二氧化碳等对空气有影响的气体,能够很好的进行环境保护。通过这个过程可以得到人们需要的氢,同时产生的碳也可以在许多方面被应用。在目前的阶段,我国对于氢制作的研究还在不断加强,对于多种制氢方式中产生的问题还在不断讨论,在未来的发展中,我国的制氢工艺将会不断的提高和完善,对我国的经济发展和居民生活质量的提升带来更多的帮助。

四、结束语

综上,在我国目前的发展阶段,为了加强对于环境的保护,使用清洁能源已经是社会的共识,这就需要不断的加强清洁能源的研究和制作,通过清洁能源的选择和应用不断提高经济发展的质量。相关人员要加强对于氢制作工艺的研究,提高相关技术,为清洁能源的供应提供保障。

参考文献

[1]刘军,梁艳,凌云志.水电解制氢改造技术工艺研究[J].中国石油和化工标准与质量,2019,39(23):194-195.

[2]王良辉,刘卫东,徐为民.带换热预转化的高效轻烃蒸汽转化制氢工艺[J].天然气化工(C1化学与化工),2019,44(05):93-95.

[3]孙军,李芳略.低压水煤气制氢工艺综述[J].广东化工,2019,46(05):155-157.

白凯,男,内蒙古巴彦淖尔市,汉族,1991年7月21日,大专,天然气技术研究,新能能源有限公司,工程师

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