缺點:產品氣中氫含量受限制:在某些制氫途徑中,由于通入空氣氧化時氮氣的含量降低了混合氣中氫氣的含量。催化劑失活問題:在生產過程中,受活性相燒結和中毒等影響,催化劑會逐漸失活,需要定期更換。
航空領域:氫能可以減少航空業(yè)對原油的依賴,減少溫室及有害氣體排放。目前,航空領域利用氫能提供動力的技術路線主要有使用氫燃料電池產生電能、通過氫燃料燃燒產生推力、點燃更大流量的氫氣以驅動渦輪產生動力等。
若甲醇價格為2500元/噸,對應每千克氫氣生產需要甲醇成本則為16.24元(假設每立方米氫氣所需甲醇為0.58千克,且考慮其他因素時成本會有所上升)。能耗成本:甲醇制氫過程中需要外部供熱維持反應溫度,因此能耗成本也是總成本的重要組成部分,通常占總成本的20%至30%。
若考慮碳捕集成本(如CCUS技術),則甲醇制氫的總成本將進一步增加。CCUS碳捕集成本為375元/噸二氧化碳,而制備1千克氫氣對應約11.675千克二氧化碳排放,因此增加的成本約為4.38元/千克。在考慮碳捕集成本后,甲醇制氫的成本變化區(qū)間可能為21.37至37.61元/千克(具體取決于甲醇價格和其他成本因素)。
裝置簡單,便于操作甲醇制氫裝置結構簡單,投資規(guī)模和占地面積較小。例如,甲醇制氫加氫一體站采用撬塊化建站模式,場地利用率高,主體裝置占地小。同時,反應條件溫和,過程控制簡單,便于工業(yè)操作。
試驗與檢測方面,包括單元設備試驗和系統(tǒng)試驗,需檢查各種合格證、技術文件,進行無損檢測、強度試驗、氣密性試驗和泄漏試驗等,以確保系統(tǒng)性能和安全。自動控制和監(jiān)測設備方面,需滿足工藝要求,具備報警聯(lián)鎖功能,并進行各種壓力、溫度、流量等參數(shù)的檢測。
這一過程使得甲醇成為了一種潛在的、可用于生產氫氣的可再生清潔能源。而氫氣作為一種清潔、的能源,與天然氣混合燃燒可以提高能源利用效率,并有助于降低碳排放。然而,在實際應用中,甲醇制氫后與天然氣混燒也面臨一些挑戰(zhàn)。,混燒過程中需要解決的關鍵問題是如何實現(xiàn)兩者的有效混合和穩(wěn)定燃燒。
這為氫能產業(yè)的發(fā)展提供了堅實的政策保障。此外,根據(jù)《氫能產業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021—2035年)》,氫能產業(yè)的發(fā)展目標被明確劃分為三個階段,旨在逐步推動氫能產業(yè)的技術創(chuàng)新、應用推廣和產業(yè)成熟。
重整反應生成的氫氣和二氧化碳,再經過變壓吸附法(PSA)將氫氣和二氧化碳分離,從而得到高純氫氣。在工業(yè)上,利用甲醇制氫主要有三種途徑:甲醇分解、甲醇部分氧化和甲醇蒸汽重整。其中,甲醇蒸汽重整制氫由于氫收率高、能量利用合理、過程控制簡單,是較為常見的方法。