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氢气脱水闭式循环工艺

氢气脱水闭式循环工艺

【摘要】:

如今,氢能正逐步成为中国乃至全球能源转型发展的重要载体之一,是实现双碳目标的重要抓手,被寄予厚望。由此,中国对氢能的各类支持政策逐步出台。国家层面的《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》已经发布,涉及战略定位、科技创新、基础设施建设、政策保障等诸多方面。 而很多省市都出台了氢能相关的政策或规划。

虽说氢是宇宙中含量最多的物质,然而氢,却很少单独存在,一般情况下只与其它化学元素结合而存在,如与氧气结合的水,与碳结合的有机化合物,如天然气。所以,要获得氢气就需要通过物理或化学的方法。 虽说氢气的最终成分一样,但是根据生产来源和碳排放量的不同,氢气可以分为灰氢、蓝氢、青氢、绿氢和红氢五种类型。

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灰氢是指通过化石能源、工业副产等生产的氢气,伴有大量的二氧化碳排放。灰氢是当前的主流氢气,约占全球氢气产量的95%。灰氢中约 70% 来自于化石燃料燃烧,约30%是工业加工的副产品。灰氢主要应用于内部需求,即直接用于氢气生产站点。 

蓝氢是在灰氢的基础上,将二氧化碳副产品捕获、利用和封存(CCUS)而制取的氢气,是灰氢过渡到绿氢的重要阶段。 虽然蓝氢能够减少约90%的碳排放,但是二氧化碳的封存需要相对罕见的地质条件,这就限制了蓝氢的发展。

青氢是在灰氢的基础上,热解产出固体碳和聚合物副产品的液体,且不排放任何含碳元素的气体。蓝氢、青氢和绿氢一起被列为环保清洁氢。

绿氢是利用可再生能源(如太阳能或风能等)发电后,通过电解工序制取的氢气。绿氢的制取技术路线主要为电解水,其碳排放可以达到净零。

红氢是以来源丰富的水为原料,利用核能大规模生产的氢气。热化学循环工艺和高温蒸汽电解都是有望与核能耦合的先进制氢工艺。

以上五种氢气来源中,由于制氢工艺的限制,都或多或少的存在一些杂质(固态:灰尘、铁锈;气态:氧气)和多余的水蒸气。而杭州力诺机械研发的氢气脱水闭式循环工艺是专门为从压缩氢气中连续分离或去除杂质和水蒸气而设计的设备。

 

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未干燥氢气先通过预加热的钯催化剂装置,发生氢氧反应产生水,分离了其中的氧气,然后在闭式循环中经吸附塔吸收高纯度氢气中的水分,变温吸附(TSA)解吸吸附剂,该工艺不仅有效降低了氢气的压力露点,从而减少了氢气加压时水凝结的机会,也保持了整个系统干燥,使管道远离腐蚀。

 

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