中国水化集团-----便携醇水制氢机.ppt

1、,中国水化集团 洁星环保科技,水能源之一 便携醇水制氢机,1973 年，石油危机时期，美国成立了国际氢能源组织，并且在迈阿密召开了第一次国际会议。,2002 年，美国能源部建立了氢、燃料电池和基础设施技术规划办公室，提出了向氢经济过渡的2030 年远景展望报告。,2003 年1 月28 日，美国总统布什宣布启动总额超过12 亿美元氢燃料计划。,2003 年11 月20 日，由美、澳、巴、加、中、意、英、德、法、俄、日、韩、印、欧盟等参加的氢经济国际伙伴计划在华盛顿宣告成立。,我国新公布的国家中长期科学和技术发展规划纲要( 2006- 2020 年) 和国家“十一五”科学技术发展规划 中都列入了

2、发展氢能和燃料电池的相关内容。,政策与背景,氢是高效洁净的环境友好能源，但由于氢能难于运输和储存等问题而限制了其广泛的商业应用，因此，研究和开发氢的生产、运输、储存和利用已成为当今各国的重大目标。,化石能源枯竭,环境恶化,温室气体,可持续发展,（1）作为世界上最轻的元素，氢有着其独特的性质。和其 他物质相比，它具有最高的燃烧值。 （2）分布广泛。氢主要存储在水中，而地球表面的71%都是被水覆盖，可以利用太阳能、地热能、风能等自然能分解水产生氢气，因此可以说氢是“取之不尽，用之不竭”的资源。 （3）氢的燃烧产物是水，对环境无污染作用。虽然氢气在 空气中燃烧会和其他燃料一样产生氮氧化物，但是利用燃

3、料 电池可以将产物控制为只有水，故不产生污染。,氢能源,氢能源,用氢,储氢,制氢,制氢,催化重整制氢,烃类重整,醇类重整,生物质制氢,金属置换制氢,太阳能制氢,光解水制氢,氧化物还原制氢,金属氢化物制氢,2020/7/23,传统甲醇水制氢工艺,CH3OH CO+2H2 90.7 KJ/mol (1 CO+H2O CO2+H2 41.2 KJ/mol (2 CH3OH+ H2O CO2+3H2 49.5 KJ/mol (3 物料：甲醇脱盐水催化剂电煤仪表气冷却水,SPE水电解制氢设备的工作原理,2020/7/23,几种制氢技术的成本比较,天然气蒸汽转化 0.81.5 元/Nm3 20020 x1

4、04 含炼厂气 石脑油蒸汽转化 0.71.6 元/Nm3 50020 x104 含液化气 煤炭气化 0.61.2 元/Nm3 100020 x104 含焦炭 甲醇裂解 1.82.5 元/Nm3 50500 NM3 液氨裂解 2.02.5 元/Nm3 10-200 NM3 电解水 3 .04.0 元/Nm3 10-200 NM3 储存运输成本：6.00元/Nm3以上,2020/7/23,几种制氢工艺简述,A.水电解制取氢气的方法，是最传统的氢气生产方式，能耗很高。 B.甲醇或氨裂解制氢是比较流行的氢气生产方式，流程比较简单，操作简便，易于控制，在氢气需求规模比较小的情况下，具有较强的竞争力。 C

5、.天然气蒸汽转化制氢也是一个比较传统的技术，大规模的氢气供应场合，例如5000Nm3/h 以上的氢气应量。在天然气丰富的地区，天然气蒸汽转化制氢是最好的选择。 D.煤炭价格较低，原料丰富，因此煤制氢的成本在几种工艺中属于最低的一种，煤制氢工艺流程较长，操作环境略差，因此通常适合于中、大规模的制氢装置（大于1000Nm3/h）。,1国外甲醇主要以天然气为原料生产的，甲醇装置规模大，工艺技术先进，物耗能耗低，具有明显的原料优势和技术优势； 2国外，特别是中东、中南美甲醇具有很强的成本竞争优势，国内只有海南地区的甲醇成本与其相当，其余甲醇成本较高，竞争力较差； 3目前国内甲醇产能大量过剩，再加上进口

6、甲醇的冲击，甲醇生产企业处境艰难。,刘志光，2009，国内外甲醇生产成本及中国甲醇产业竞争力分析,甲醇生产的状况,过剩甲醇有了新的出路制氢！,目前已有的甲醇制氢方法：,1 甲醇裂解制氢,CH3OH CO+2H2,催化剂：Cu、Pd、Pt和Ni系催化剂 CO致使催化剂中毒 反应条件高,2 甲醇水蒸汽重整制氢,CH3OH(l)+H2O(l)CO2+3H2,二甲醚、甲烷等副产物减少 增加水的含量会提高甲醇的转化率和选择性，提高氢的产率 吸热反应，需要燃烧部分燃料甲醇提供热量，因此降低了燃料经济性,3 甲醇部分氧化制氢,CH3OH(l)+1/2O2+2N2 2H2+CO2+2N2,放热反应 反应速度快

7、 氢的含量不高，含有氮气,4 甲醇氧化水引发制氢,CH3OH+1/8O2+3/4H2OCO2+11/4H2 8CH3OH+O2+6H2O8CO2+22H2,制氢设备的集成化和小型高效化,一般地,人们总是尽可能地将各种环节,如:重整+膜分离,燃烧+重整+CO的变换+CO的选择氧化等等有机地配置在同一制氢机中,使得制氢过程紧凑而有成效,5000m3n/h制氢转化炉（顶烧）,生物质气化甲醇合成系统 ( Biomass gasification methanol synthesis system,BGMSS ),来源：World Energy Assessment ,UNDP, New York, 2

8、000.,目前关于BGMSS相关技术的研究仍需进一步提高， 但我国已基本具备了发展生物质气化合成甲醇技术的空间。 需要解决的关键技术主要包括：大规模氧气/ 水蒸气气化系统的研发、合成气调配过程的研发、生物质基合成甲醇催化剂的研究以及整个系统的匹配性研究等。 只要各部分的关键问题得到解决，并结合新技术的研究和系统效率的提高，BGMSS 在我国就具有广阔的发展前景。生物质液体燃料面临的最大问题是市场问题，需要越来越多的人接受。,2020/7/23,便携醇水氢机简述,背景：燃料电池技术是引领未来科技革命的高技术之一。目前制约燃料电池技术实际应用的主要障碍是氢气的储存问题。采用高压氢气钢瓶储氢的缺点很

9、多，如储氢量太小，成本高，而且安全隐患大，加氢困难等，难以实际应用。 简介：50%的醇水液储氢量高达100克/升，几乎与液氢相当。本公司开发了一种便携式制氢装置，其核心技术包括长寿命的引发水制氢催化剂技术和选择性分离技术。制氢催化剂的使用成本低，寿命（半衰期）大于10000小时。从目前公开的信息来看，我们的技术指标在世界范围内都是领先的。此制氢装置可与多种规格质子交换膜燃料电池匹配。科研所已经成功研制出商品性装置，使用5000W的氢空电堆进行匹配测试，输出功率达到5000W，性能稳定。,2020/7/23,参数与用途,Supports Fuel Cell Size：5KW Product Hydrogen Output: 65 NL/min Fuel Consumption:105 mL/min Dimensions mm (W x D x H): 444 711 610 开发的便携式制氢装置与多种规格燃料电池电堆匹配，可应用于移动式氢源设备、便携式电源、应急电源、军用特种电源以及某些高端民用等场合，市场前景广阔。,生物质,预处理,气化,气体 净化,重整,碳氢比调节,甲醇 合成,甲醇,生物质气化甲醇合成系统,几种常用储氢方法比较（2005