天然气制氢工艺及设备简介资料

1、国外天然气制氢的工业技术进展目前，拥有天然气制氢技术的国外公司主要合法国的德希尼布(Technip)，德国的鲁奇(Lurgi)、林德(Linde)和伍德(Uhde)，英国的福斯特惠勒(Foster Wheeler)及丹麦的托普索(Topsoe)等，综合能耗基本在11.30-12.56GJ/1000m3H2。

天然气制氢主要采用白热转化法和蒸汽转化法两种工艺，以Technip、Uhde、Linde三种蒸汽转化工艺为代表的蒸汽转化法最具优势，装置上应用最多。

采用Technip 工艺在加拿大建没的最大的单系列制氢装置规模已达23.6×104m3/h。

天然气制氢的工艺流程由原料气处理、蒸汽转化、CO变换和氢气提纯四大单元组成：①料气处理单元主要是天然气的脱硫，采用Co-Mo催化剂加氢串ZnO 的脱硫工艺。

对于大规模的制氢装置内于原料气的处理量较大，因此在压缩原料气时，可选择较大的离心式压缩机。

离心式压缩机可选择电驱动、蒸汽透平驱动和燃气驱动。

②蒸汽转化单元核心是转化炉，拥有天然气制氢技术的各大公司转化炉的型式、结构各有特点，上、下集气管的结构和热补偿方式以及转化管的固定方式也不同。

虽然对流段换热器设置不同，但是从进／出对流段烟气温度数据可知，烟道气的热回收率相差不大。

在近期的工艺设置上，各公司在蒸汽转化单元都采用了高温转化，采用较高转化温度和相对较低水碳比的工艺操作参数设置有利于转化深度的提高，从而节约原料消耗。

③ CO变换单元按照变换温度分，变换工艺可分为高温变换(350～400℃)和中温变换(低于300～350℃)。

近年来，由于注意对资源的节约，在变换单元的工艺设置上，一些公司开始采用CO高温变换加低温变换的两段变换工艺设置，以近一步降低原料的消耗。

④氢气提纯单元各制氢公司在工艺中已采用能耗较低的变压吸附(PSA)净化分离系统代替了能耗高的脱碳净化系统和甲烷化工序，实现节能和简化流程的目标，在装置出口处可获得纯度高达99.9％的氢气。

煤制油天然气制氢设备基础知识介绍一、换热设备的基础知识换热设备是石油、化工等广泛应用的主要设备之一，约占工艺设备总台数的30~70%，占工艺设备总重量的25~50%，占工艺设备总投资的12~20%，在工艺生产操作中对工艺参数的调节，生产稳定性起着重要的作用。

1. 分类1.1 按用途分类：换热器、冷凝器、蒸发器、冷却器、加热器1.1.1 换热器：两种温度不同的流体进行热量的交换，使一种流体降温而另一种流体升温，以满足各自的需要，充分回收热量。

1、1、2冷凝器：在两种温度不同的流体进行热量的交换中，有一种流体是从气态被冷凝成为液态，温度变化不大，为冷凝器。

1、1、3冷却器：凡是热量不回收利用，单纯只要一种流体冷却的换热器，为冷却器。

1.2 按结构型式分类：管式换热设备、板式式换热设备1.2.1 管式换热设备：管壳式换热设备、套管式换热设备、水浸式冷却器、空气冷却器。

1.2.2 管壳式换热设备特点：在圆筒形外壳中装有管束，一种流体在管内流动，另一种流体在管外流动。

可分为：固定管板式、带膨胀节的固定管板式、浮头式、u形管式、填函式。

天然气制氢装置换热设备结构型式主要为固定管板式（131-C、1110-C、1109-C等）、带膨胀节的固定管板式（105-UC2）、u形管式（1111-C、130-CA/CB、1105-C等）。

2. 主要参数压力除注明者外，压力均指表压力。

2.1.1 工作压力工作压力指在正常工作情况下，换热器管、壳程顶部可能达到的最高压力。

2.1.2 设计压力设计压力指设定的换热器管、壳程顶部的最高压力，与相应的设计温度一起作为设计载荷条件，其值不得低于工作压力。

2.1.3 试验压力试验压力指在压力试验时，换热器管、壳程顶部的压力。

2.2 温度2.2.1 设计温度设计温度指换热器在正常工作情况下，设定的元件金属温度(沿元件金属横截面的温度平均值)，设计温度与设计压力一起作为设计载荷条件。

在任何情况下，元件金属的表面温度不得超过材料的允许使用温度。

天然气制氢工艺及设备简介资料1.气体预处理：天然气中常常含有一些杂质，如二氧化碳、硫化物和水等。

这些杂质在后续的制氢过程中会产生不良的影响，因此需要对天然气进行预处理。

一般的预处理方法包括酸碱洗、饱和水洗和脱硫等。

酸碱洗主要用于去除天然气中的二氧化碳和硫化物；饱和水洗则用于去除二氧化碳和水分；脱硫是指将天然气中的硫化物去除。

2.重整：重整是天然气制氢的核心工艺步骤之一、在重整过程中，天然气中的甲烷和水蒸气通过催化剂反应产生了合成气，包括氢气和一定量的一氧化碳。

这个反应的方程式如下所示：CH4+H2O->CO+3H2重整反应一般在高温高压下进行，通常使用镍基催化剂。

催化剂能够加速反应速率，并提高反应的选择性。

3.气体纯化：经过重整反应后，合成气中含有大量的一氧化碳、二氧化碳、甲烷、水蒸气等杂质。

这些杂质对于一些应用场合而言是不可接受的，因此需要进行气体纯化工艺。

一般的纯化方法包括压力摩尔吸附和膜分离等。

压力摩尔吸附是指通过吸附剂吸附掉气体中的杂质，从而得到高纯度的氢气；膜分离则是通过膜的选择性渗透性，将杂质分离出去。

除了上述的工艺步骤，天然气制氢还需要一些辅助设备来实现。

主要的设备包括压缩机、储氢罐、加热炉和催化剂等。

压缩机用于提高气体的压力，便于后续步骤的操作；储氢罐用于存储制得的氢气，以备后续使用；加热炉用于提供重整反应所需的高温；催化剂则是用于加速重整反应的进行。

总体上，天然气制氢是一项相对成熟的工艺，已经广泛应用于氢气生产领域。

随着氢能经济的推广和应用，天然气制氢的技术和设备也会不断改进和创新，以满足不同需求的氢气生产。

600立方天然气制氢装置工艺(一)600立方天然气制氢装置工艺简介天然气制氢是一种环保、高效的氢气生产方式。

600立方天然气制氢装置工艺是一种适用于中小型企业的制氢技术。

本文将为你介绍600立方天然气制氢装置工艺的相关内容。

工艺流程600立方天然气制氢装置工艺的流程分为以下几个步骤：1.天然气脱硫：将天然气中的硫化氢去除。

2.压缩：将净化后的天然气压缩至高压。

3.合成气制备：将压缩后的天然气和蒸汽混合产生合成气。

4.转化反应：将合成气经过转化反应得到纯氢气。

5.氢气净化：将转化反应得到的氢气进一步净化。

工艺优点•生产成本低：与传统制氢方式相比，天然气制氢的成本更低。

•环保：天然气制氢的废气中二氧化碳含量低，对环境污染小。

•适用范围广：600立方天然气制氢装置工艺适用于中小型企业，能够满足企业的氢气生产需求。

应用领域天然气制氢广泛应用于以下领域：•燃料电池汽车：氢气是燃料电池汽车的燃料之一。

•工业用途：氢气在金属冶炼、电子、医药和化学等领域有广泛应用。

•能源储存：氢气能够用于储存能源，满足能量储存和使用需求。

结语600立方天然气制氢装置工艺是一种高效、环保的氢气生产方式。

它具有生产成本低、适用范围广和可持续发展等优点，应用范围广泛。

工艺设备600立方天然气制氢装置工艺需要使用以下设备：1.脱硫设备：用于将天然气中的硫化氢去除。

2.压缩机：用于将净化后的天然气压缩至高压。

3.转化反应器：用于将合成气转化为纯氢气。

4.氢气净化设备：用于将转化反应得到的氢气进一步净化。

5.控制系统：用于对整个制氢过程的控制和监测。

工艺注意事项使用600立方天然气制氢装置工艺需要注意以下事项：1.安全第一：制氢过程中需要注意氢气的危险性，进行安全保障措施。

2.设备维护：制氢设备需要定期进行检修和维护，确保设备正常运行。

3.能源消耗：制氢过程中需要消耗大量能源，需要考虑能源消耗的问题。

4.产品质量：对于氢气的纯度和流量等要求需要符合相关的标准和规定。

天然气制氢装置工艺过程原料及工艺流程清晰
一、天然气制氢工艺过程
1、原料：
天然气作为原料，其单位的能量超过木炭。

天然气中含氢量为3-7%，主要是由甲烷组成。

2、工艺流程：
（1）气液分离：
经热交换、放空等操作，天然气经液气分离装置分离，得到的气体为
纯净的天然气。

（2）燃烧：
经加热和压缩后，热能和机械能组合在一起，进行燃烧，产生大量的
高压热能烟气。

（3）回流：
将烟气经过扩散塔再燃烧，燃烧后的烟气进入回流管，分为气和水，
其中气液分离后的混合物进入洗涤装置，经过多次洗涤，得到纯净的氢气。

（4）冷凝：
气液分离出来的混合物经过冷凝，冷凝出的氢气填充到压缩氢气罐中，完成气体的回收。

（5）净化：
经压缩的氢气进入净化器，通过吸附塔相当于洗涤，捕集细颗粒，净化氢气。

（6）储存：
经过净化的氢气填充到存储罐中，进行氢气的长期储存，为用户提供及时的氢气供应。

二、天然气制氢装置技术参数
(1)天然气的比热容：1.9KJ/m3·K；
(2)氢的摩尔比：1.360；
(3)氢的密度：0.093Kg/m3；
(4)氢的比热容：2.98KJ/kg·K；
(5)氢的温度：-253℃；
(6)氢气的蒸汽压：1.5kPa；。

制氢装置流程及关键设备介绍制氢装置是一种将化石燃料或其他可再生能源转化为氢气的设备。

制氢的过程涉及多个步骤和关键设备，下面将对其流程及关键设备进行介绍。

制氢装置的流程通常包括原料处理、催化剂反应、气体分离和气体纯化等环节。

下面将逐步介绍每个步骤以及关键设备。

首先是原料处理。

不同的制氢装置使用的原料可能不同，常用的原料包括天然气、石油、煤、生物质等。

原料处理的目的是去除其中的杂质和含硫化合物等有害成分，以保证后续反应的顺利进行。

关键设备包括储气罐、气体分离器、液氢分离器、吸附剂床等。

其次是催化剂反应。

原料处理后的气体进入反应器，加热并与催化剂接触以产生化学反应。

常用的制氢反应有蒸汽重整、部分氧化、燃烧、催化裂化、水煤气变换等。

不同的反应需要不同的催化剂以及反应温度和压力条件。

关键设备包括反应器、加热炉、催化剂床等。

接下来是气体分离。

制氢反应生成的气体混合物中，通常含有一定比例的氢气、二氧化碳、一氧化碳等成分。

气体分离的目的是将氢气与其他气体进行分离，以获取纯净的氢气。

常用的气体分离方法包括膜分离、吸附剂分离、液态分离等。

关键设备包括膜分离器、吸附剂床、分离塔等。

最后是气体纯化。

气体分离后的氢气可能还含有一些杂质，如微量的氧气、水蒸汽、硫化氢等。

气体纯化的目的是去除这些杂质，以满足氢气的使用要求。

常用的气体纯化方法包括催化氧化、吸附剂处理、液态纯化等。

关键设备包括纯化塔、吸附剂床、催化剂床等。

除了以上的基本流程和关键设备外，制氢装置还需要一些辅助设备来保障工艺的顺利进行。

例如气体压缩机用于提高气体压力，气体储罐用于存储气体等。

总之，制氢装置是利用催化剂进行化学反应，将化石燃料或其他可再生能源转化为纯净的氢气的设备。

其流程包括原料处理、催化剂反应、气体分离和气体纯化等步骤，关键设备包括储气罐、反应器、膜分离器、纯化塔等。

通过合理设计和运行这些设备，可以高效地制取氢气，满足工业和能源领域对氢气的需求。

天然气制氢及装置一、导言氢气作为一种清洁、可再生的燃料，在能源转型中发挥越来越重要的作用。

然而，氢气的生产成本高、储存和运输不便等问题限制了其广泛应用。

天然气制氢技术则成为了解决这些问题的有效途径。

本文将介绍天然气制氢的原理及相关装置，以期为相关领域的研究和应用提供参考。

二、原理1.热解法：利用高温将天然气分解为氢气和固体副产物。

该方法操作简单且效果显著，但能源消耗较大。

2.蒸汽重整法：将天然气与水蒸汽在适当催化剂的作用下进行反应，生成氢气、一氧化碳和二氧化碳。

该方法具有高效率、较低的副产物生成量等优点。

3.氧化法：将天然气与氧气在适当催化剂的作用下进行氧化反应，生成氢气和水。

该方法也具有高效率、无副产物生成等优点。

三、装置1.反应器：根据不同的制氢方法，反应器的设计和结构会有所差异。

一般来说，反应器应具备高温高压的工作条件，并能确保反应的均匀性和稳定性。

2.催化剂：针对不同的制氢方法，催化剂的种类和性能也会有所不同。

优秀的催化剂应具有高活性、高稳定性和良好的选择性，以提高制氢效率并减少副产物的生成。

3.分离器：制氢过程中，需要将产生的氢气与其他气体进行分离。

分离器的设计和性能直接关系到制氢纯度和氢气回收率。

常见的分离器包括膜分离器、压力摩擦式分离器等。

四、应用1.燃料电池：天然气制氢可以为燃料电池提供高纯度的氢气。

燃料电池作为一种清洁的能源转换技术，对氢气纯度的要求较高，因此天然气制氢技术在该领域具有重要意义。

2.航空航天：氢气作为一种高能源密度的燃料，可应用于航空航天领域。

天然气制氢技术可以为飞机、火箭等提供可靠的供氢系统。

3.工业领域：氢气可以作为燃料和原料的替代品，在工业领域中具有广泛的应用。

天然气制氢技术可以降低氢气的生产成本，推动工业领域的清洁能源转型。

五、未来展望总之，天然气制氢技术具有广阔的应用前景，其原理和装置的研究对促进清洁能源的发展具有重要意义。

随着科技的不断进步，我们相信天然气制氢技术将在未来发挥更加重要的作用。

109单制氢装置工艺简介1 概述2×105 Nm3/h的制氢装置以天然气和饱和炼厂气为原料，采用德国Uhde公司的工艺技术，烃类蒸汽转化法造气、PSA法提纯氢气的工艺路线。

生产符合高压加氢裂化装置新氢要求的高纯氢气，同时副产9.8MPa(g)高压过热蒸汽。

1.1 装置组成制氢装置除总的公用工程系统配置外，由两个独立的系列构成，每个系列主要包括以下八个部分：炼厂气压缩部分、原料气精制部分、预转化部分、转化及余热回收部分、变换及变换气换热冷却部分、变压吸附氢提纯部分(由PSA供货商成套供应)、锅炉给水及蒸汽发生部分、公用工程部分。

1.2 工艺技术路线炼厂气压缩部分→原料气精制部分→预转化部分→转化及余热回收部分→变换及变换气换热冷却部分→变压吸附氢提纯部分1.3 主要产品装置主要产品为符合蜡油加氢裂化装置新氢要求的高纯氢气，同时副产9.8MPa（g）高压过热蒸汽和PSA解吸气。

保证条件合格的情况下，尽量往低限靠，用最低的资源生成最多的产品，减少资源的浪费。

氢气的规格如表1：2 装置工艺流程图1 制氢装置工艺流程图2.1 炼厂气压缩部分装置外来的天然气分别送入系列I、II，经天然气预热器预热到100℃，分出一部分作为转化炉的补充燃料气，其余部分作为制氢原料。

装置外来的饱和炼厂气分为三部分：一部分进入燃料气分液罐，分出可能的凝液后分别进入两系列作为转化炉补充燃料气；另一部分分别送入系列I、II作为制氢原料；其余部分通过压力控制线进入装置外的全厂燃料气管网，该线也用作全厂饱和炼厂气量有余时排入燃料气管网的洩放通道。

2.2 原料气精制部分作为原料的饱和炼厂气经炼厂气压缩机升压到3.96MPa(g)，与经过预热的天然气混合，如果需要时再配入一定量从循环氢压缩机来的循环氢气（当装置按工况2操作时，需要的配氢量约3%），送入转化炉对流段的原料预热器I、II。

2.3 预转化部分上述原料气依次经过原料预热器I、II加热至370℃左右，然后依次通过加氢反应器、脱硫反应器将硫、氯含量降至0.01ppmV以下。

天然气制氢关键设备：水蒸气转化炉工业上使用的天然气水蒸气转化炉，几乎全部为固定床反应器(第一段转化)，这类反应器具有比较简单的结构、使用寿命很长的催化剂，一旦装填后，就不用时常维护，管理简便。

对于天然气转化来说，由于是强吸热反应，即使设置了原料的预热，仍然需要在反应器内设置独立的供热管路，通过高温烟道气供热以便及时补偿由于过程进行导致的吸热反应导致的温度降。

由于反应温度高且是加压操作(2~2.5MPa)，因此需要有耐隔热衬里，以降低反应器材质的选择苛刻度。

第二段为控制性配置氧气空气的燃烧段，内部除了喷嘴，基本为空腔结构。

此处转化率虽然仅为10%~15%，但放热量大，温度高，产品气体可能通过间接换热的方式，为第一段的吸热反应提供热量。

天然气无催化剂条件下的直接燃料炉天然气直接燃烧，制备合成气，主要使用燃料炉，设备为大量喷嘴存在下的大容积空腔结构。

温度控制在900~1200°℃左右。

该类设备能够大型化。

单台炉子生产合成气的能力，大约可达40万吨/a。

而对于天然气直接燃烧，制备乙炔与合成气的设备，由于是为了增加产品附加值，需要精确控制乙炔产量，因此，需要选择更高的温度，对于空气与天然气的接触，混合结构要求苛刻。

目前最大设备为单系列每年1万~1。

5万吨乙炔。

由于乙炔气在初次产品气中的含量约8%，而合成气约80%。

因此，相当于该炉子每年能够生产合成约15万吨/a。

由于以乙炔气为最大生产目标，该装置的结构为混合段、燃烧段、淬冷段及排液段组成。

需要控制燃料反应在毫秒级发生，同时需要利用冷的介质与蒸汽或水，在极短时间内，将含乙炔的高温气体淬冷，避免其进一步反应，生成碳或合成气。

天然气与空气在催化剂下的催化反应，尚未工业化，目前仍然处于实验室硏究阶段，使用固定床设备，尚未考虑过程中催化剂积炭及反应强放热导致的工程问题。

同时，在规模不大的自热式或热平衡式转化中，有硏究者使用微通道反应器，通过精细控制催化剂涂层及设置换热结构，希望达到减少反应器体积，减少危险气体的瞬时流量与存放问题，提高过程安全度。

天然气制氢气装置技术方案项目名称：****Nm3/h天然气制氢装置技术方案及设备配置第一部分技术方案1、产品方案装置氢气生产能力：***Nm3/h2、天然气裂解制氢工艺方案2.1 烃类蒸汽转化制氢工艺简介以轻烃为原料制取工业氢，国内外均认为蒸汽转化法为最佳方案。

大型合成氨厂以及炼油厂和石油化工厂的制氢装置，其造气工艺大多为水蒸汽转化法。

经过多年的生产实践，目前已积累了许多成功的工程设计和操作经验。

因此本方案采用水蒸汽转化法造气工艺。

国内外蒸汽转化制氢的净化工艺主要有两种。

即化学净化法和变压吸附净化法（PSA净化法）。

国内早期建设的制氢装置均采用化学净化法。

由于近年PSA技术的进步（多床多次均压，吸附剂性能的改进等），使氢的回收率最高达95%，加之PSA 技术的国产化，极大降低了PSA装置的投资以及其操作成本，使该技术在新建制氢装置中占主导地位。

采用天然气为原料生产氢气。

选择PSA净化气体，其制氢成本比采用化学净化法的制氢成本低，同时采用PSA技术具有流程简短、自动化程度高、产品氢纯度高等特点，因此，我们推荐用户采用PSA净化技术。

综上所述，制氢装置采用水蒸汽转化法加PSA净化工艺。

2.2原料组成压力：≤0.2Mpa温度：40℃。

原料气组成（V%）：3、工艺流程3.1工艺概述本制氢装置是以天然气为原料，采用蒸汽转化造气工艺制取粗氢气。

转化压力～2.0MPa(G)，粗氢经变换和PSA 分离杂质后得产品氢气。

3.2基本原理 3.2.1 原料脱硫脱硫分两步进行：原料气中有机硫化物的加氢转化反应，硫化氢的脱除。

在一定温度、压力下，原料气通过钴钼加氢催化剂，将有机硫转化成无机硫；原料经过有机硫转化后，再通过氧化锌脱硫剂，将原料气中的H 2S 脱至0.2ppm 以下，以满足蒸汽转化催化剂对硫的要求，其主要反应（以硫醇和噻酚为例）为：3.2.2 烃类的蒸汽转化烃类的蒸汽转化是以水蒸汽为氧化剂，在镍催化剂的作用下将烃类物质转化，得到制取氢气的原料气。

制氢原理及设备培训资料一、制氢原理氢气（H2）是无色无味的气体。

它是气体中最轻的(只有同体积空气重量的1/14.28)，具有最大的扩散速度，容易通过各种细小的空间。

因而氢气具有高导热性，氢气的导热系数是空气的6.69倍，CO2的10.5倍，N2的6.2倍。

在氢气中噪音较小，而且绝缘材料不易受氧化和电晕的危害。

经过严格处理的氢气可以保证发动机内部的清洁。

氢气的优良特性使它非常适合作为大型发电机的冷却介质。

工业上制取氢气的方法有以下几种：一是将水蒸气通过灼热的煤焦炭，可取纯度只有75%左右的氢气；二是将水蒸气通过灼热的铁，可制纯度在97%以下的氢气；三是由水煤气中提取氢气，它的纯度也较低；四是电解水制取氢气，它的纯度高达99%以上。

因此，用于冷却发电机的氢气，都是由电解水制取的。

所谓电解，就是借助直流电的作用，将溶解在水中的电解质分解成新物质的过程。

简单的说就是利用直流电分解物质的过程。

有些溶有电解质的水溶液通电以后，分解出来的两种新物质，与原来的电解质完全没有关系，被分解的是作为溶剂的水。

例如：硫酸、氢氧化钠、氢氧化钾等。

这是因为纯水的电离度很小，导电能力极差，是弱电解质，没有以上的电解质，就不会被分离成氢气和氧气。

当氢氧化钠水溶液通电时，在阴极上电解液中的H+（水电解后产生的）受阴极的吸引而移向阴极，最后接受电子析出氢气，就会有如下反应：4H+ + 4e = 2H2↑在阳极上，电解液中的OH_受阳极吸引而向阳极移动，最后放出电子而成为水和氧气：4OH- - 4e = 2H2O + O2↑阴阳合起来的总反应式为：2H2O====2H2↑+ O2↑从总反应式中可以看出，电解水制氢时每产出两体积的氢气，同时就会产生一体积的氧气。

二、制氢设备河北电力设备厂生产的ZHDQ-32/10中压水电解制氢装置以其优良的性能在发电企业得到较广泛的应用。

下面对这一系统作以简要介绍：（一）制氢设备主要技术参数：氢气产量：10N m3/h；20℃，760mmHg氧气产量：5N m3/h；氢气纯度：≥99.8%（经干燥纯化后可达99.998%）；氧气纯度：≥99.2%；氢气湿度：<4g/Nm3H2电解槽工作压力：3.14Mpa (可在0.8～3.14MPa之间任何压力下运行)电解槽工作温度：≤90℃电解小室数：62个；小室电流：370A循环碱量：400～900L/h；循环碱温：＜70℃；分离器液位：600～800mm；差压：-20～+20mm；电解液：26%NaOH水溶液或者30%KOH水溶液整流柜：电流≤740A，电压62~72V；电解槽直流电耗：4.8KWh/Nm3Hz；未含干燥器功率2.2KW制氢机电源：AC380V50Hz；干燥器工作压力：3.0Mpa/0.8～3.0Mpa (干燥/再生)干燥器工作温度：室温/160～230℃（干燥/再生）干燥器电源：AC220V50Hz；供氢母管压力：0.8～1.0MPa；压缩空气气源：压力0.3～0.7MPa，含油量＜5mg/ m3，露点比环境温度低10℃；冷却水源：温度≤30℃，压力≥0.3MPa；漏氢量：0.2～1.0%（二）制氢设备规范：表1－13－1 ZHDQ-32/10-W2制氢装置设备规范(三) 主要设备简介1.电解槽（1）电解槽的外形及各零部件的作用电解槽是压滤式结构，由六（八）根大螺栓和二块端压板夹紧成一体，从外表正面看是圆柱体结构。

天然气制氢工艺现状及发展目前，常用的天然气制氢工艺有蒸汽重整法、自热蒸汽重整法、部分氧化法和电解法。

1.蒸汽重整法：这是最常见的天然气制氢工艺。

在高温和催化剂的作用下，将天然气与蒸汽进行重整反应，生成一氧化碳和氢气的混合气体。

然后使用水蒸汽转变反应将一氧化碳转变为二氧化碳，最终得到纯净的氢气。

这种工艺具有成熟的技术和设备，能够高效地制取氢气。

但同时会产生大量的二氧化碳。

2.自热蒸汽重整法：这种方法在蒸汽重整法的基础上进行了改进。

为了提高能源利用效率，蒸汽重整反应中产生的热能被充分利用，用于支持反应过程中所需的热能，从而减少外部能源的消耗。

这种工艺能够更高效地制取氢气，减少二氧化碳的排放。

3.部分氧化法：部分氧化法是将天然气与氧气进行部分氧化反应，生成一氧化碳和氢气的混合气体。

然后通过水蒸气转变反应将一氧化碳转变为二氧化碳，得到纯净的氢气。

与蒸汽重整法相比，这种工艺可以使得工艺过程更加简单，但二氧化碳的排放量较大。

4.电解法：电解法是通过电解水来制取氢气，而不是利用天然气作为原料。

这种工艺可以实现零排放，得到高纯度的氢气，不涉及燃烧和化学反应。

但电解法的能耗较高，需要大量的电力支持，目前主要在可再生能源发电方面应用较多。

随着氢能经济的快速发展和对清洁能源的需求增加，天然气制氢工艺也在不断发展。

一方面，各种传统的工艺不断优化和改进，以提高能源利用率、减少二氧化碳排放量、降低成本等方面进行突破。

另一方面，还出现了一些新的工艺和技术路线，如甲烷脱氢工艺、光电催化制氢技术等。

这些新的工艺具有能耗低、成本低、环境友好等优势，具有较大的应用潜力。

总体而言，天然气制氢工艺在能源转型和清洁能源领域扮演着重要角色。

未来的发展方向主要是提高工艺的能源利用效率，减少二氧化碳的排放量，降低制氢成本。

同时，也需要加大对新技术和新工艺的研究和开发，以满足不同领域对氢气的需求，促进氢能在能源领域的应用。

83能源环保与安全氢气作为十分重要的工业原料和还原剂，在工业生产中有着十分重要的作用，不仅如此，氢气还广泛应用于石油及化工等领域中。

目前，国内外制氢方法有很多种，主要有：天然气制氢法、碳氢制氢法、煤制氢法、电解制氢及生物质制氢的方法等。

其中，大规模化工生产常用的方法有天然气蒸汽转化制氢和煤气化制氢。

一、国内外天然气蒸汽转化制氢技术国内外以天然气为原料的制氢工艺主要有蒸汽重整法、部分氧化法、催化裂化法、甲烷自热催化重整法等。

蒸汽重整技术在制氢工业中具有很大的优势，本文主要介绍了该技术。

二、国外天然气蒸汽转化制氢技术１．　国内天然气蒸汽转化制氢技术经过多年对国外技术的消化吸收，以及自主设计和改进，我国已成功地设计和建造了一些大型蒸汽转化炉，并自主研发出整套生产设备，从而完全可以实现氢气国产化。

国内产品的先进技术可以满足脱硫、ＣＯ转化和氢气净化的需要。

然而，我国现在的超大型设备的蒸汽重整装置应有一些不足，需要国外先进的技术来加以改正。

２．天然气蒸汽转化制氢工艺流程（１）燃料天然气脱硫在一定的温度和压力条件下，　原料天然气通过氧化锰（ＭｎＯ）和氧化锌（ＺｎＯ）脱硫剂脱硫，将原料天然气中的有机硫和　Ｈ２Ｓ　脱硫至　０．２μＬ／Ｌ　以下，　用以满足蒸汽转化脱硫剂对硫的条件，主要反映反应原理如下：ＣＯＳ　＋　ＭｎＯ　＝　ＭｎＳ　＋　ＣＯ２Ｈ２Ｓ　＋　ＺｎＯ　＝　ＺｎＳ　＋　Ｈ２ＯＨ２Ｓ　＋　ＺｎＯ　＝　ＺｎＳ　＋　Ｈ２Ｏ（２）天然气和蒸汽变换天然气和水蒸气在脱硫后需要在高压下进行压缩，并按一定的水碳比进行混合加热。

在７５０￣８５０℃镍催化剂的作用下，甲烷气体和水蒸气在转化管中得到充分的反射，转化为含Ｈ２、ＣＯ２的混合气体。

在气体混合的过程中，混合气体会天然气制氢技术简介及应用中的关键问题聂铭辰 中海沥青股份有限公司【摘　要】在大型化工企业中，天然气制氢过程主要是天然气的蒸汽转化过程，包括原料气预处理、一氧化碳转化和氢气净化四个单元。

可编辑修改精选全文完整版天然气直接裂解制氢与碳材料工艺展开全文甲烷直接裂解制氢过程，不产生CO和CO2，所得到的氢气产品，可用于PEMFC质子膜燃料电池等对燃料中C含量要求严格的系统。

纯氢燃烧无污染性，被美国能源部批准为目前唯的供燃料电池汽车使用的燃料。

该类氢气的制备及 PEMFC电池的研究是国际上近年来十分重要的研究方向。

甲烷直接裂解过程既可只生产气体产品，也可以生成气体产品与固体产品(碳纳米材料，包括碳纳米管、石墨烯或碳纳米纤维)。

后一过程又被称为制备碳纳米材料的化学气相沉积过程。

这类碳纳米材料可以用于金属、高分子或陶瓷等的结构增強材料，催化材料与吸附材料或导电材料，用途广泛，是当今纳米科技发展的热点。

甲烷裂解制备氢气的方程式如下：甲烷分子具有sp3杂化的正四面体结构，具有非常高的稳定性，表现为不易与其他物质反应，很难被热裂解和催化剂裂解。

热力学计算(图2-7)表明，当以石墨为最终碳生成物的形态，气态产品为氢气时，在600K时，甲烷才开始转化，并且随着温度的升高转化率升高。

欲得到90%以上的转化率，理论上的最低温度约为1073K。

图2-7甲烷裂解的热力学特征制氢气工艺催化剂与甲烷的水蒸气转化等过程相似，甲烷高温下直接裂解制氢的催化剂主要是铁、钴、镍等过渡金属负载型催化剂，以及活性炭或金属氧化物。

金属负载型催化剂的结构类似于甲烷水蒸气转化过程的催化剂。

事实上，甲烷水蒸气转化过程如果不通水或通水量不足，甲烷在催化剂上形成碳化物，碳就会自然沉积出来，形成碳纳米材料产品[3。

4]。

因此，金属负载型催化剂的设计方面既有特殊性，也有共性。

而活性炭与各类金属氧化物均属于该过程独有的催化剂。

如用活性炭作催化剂裂解甲烷(产品为炭黑)在950℃的温度下，甲烷转化率为28%左右，催化剂寿命大于4h。

而使用氧化镁或水滑石则可以生成石墨烯与氢气产品。

如果在氧化镁或水滑石上负载金属则可以生成石墨烯或与碳纳米管的杂化物。