甲醇制氫和甲醇燃料,甲醇制氫和甲醇燃料的關(guān)系
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什么是甲醇重整制氫燃料電池?
使用甲醇水溶液作為燃料,通過重整器將甲醇水溶液轉(zhuǎn)化為氫氣混合氣,在高溫質(zhì)子交換膜燃料電池電堆中反應(yīng)對外輸出電能。未完全反應(yīng)上的氣體在氧化室中反應(yīng),為前端甲醇重整反應(yīng)提供熱量。該技術(shù)氫氣即產(chǎn)即用、燃料能量轉(zhuǎn)化效率高,無有害氣體排放。
甲醇重整制氫燃料電池優(yōu)劣?
優(yōu)勢:成本低、來源廣、存儲(chǔ)方便。
劣勢:技術(shù)成熟度低碳排放仍存在。
事實(shí)上,在工業(yè)領(lǐng)域,甲醇重整制氫技術(shù)較成熟,也被廣泛應(yīng)用。但在交通領(lǐng)域,車載甲醇重整制氫技術(shù)還處于研究階段,尚有系統(tǒng)復(fù)雜、啟動(dòng)時(shí)間長、系統(tǒng)功率小、產(chǎn)品成熟度低、存在碳排放等問題需要突破。
甲醇與氫能源有關(guān)系嗎?
甲醇可以制造氫氣,這就是兩者的關(guān)系。
1. 甲醇制氫的原理
甲醇與水蒸氣在一定的溫度、壓力條件下通過催化劑, 在催化劑的作用下, 發(fā)生甲醇裂解反應(yīng)和一氧化碳的變換反應(yīng),生成氫和二氧化碳, 這是一個(gè)多組份、 多反應(yīng)的氣固催化反應(yīng)系統(tǒng)。反應(yīng)方程如下:
CH3OH→CO+2H2 (1)
H2O+CO→CO2+H2 (2)
CH3OH+H2O→CO2+3H2 (3)
重整反應(yīng)生成的H2和CO2, 再經(jīng)過變壓吸附法(PSA)將H2和CO2分離,得到高純氫氣。
2. 甲醇制氫的方法有兩種
工業(yè)上利用甲醇制氫有二種途徑:甲醇分解、甲醇部分氧化和甲醇蒸汽重整。
甲醇(Methanol)又稱羥基甲烷,是一種有機(jī)化合物,有毒。是結(jié)構(gòu)最為簡單的飽和一元醇。其化學(xué)式為CH3OH/CH4O,其中CH3OH是結(jié)構(gòu)簡式,能突出甲醇的羥基,CAS號(hào)為67-56-1,分子量為32.04,沸點(diǎn)為64.7℃。因在干餾木材中首次發(fā)現(xiàn),故又稱“木醇”或“木精”。人口服中毒最低劑量約為100mg/kg體重,經(jīng)口攝入0.3~1g/kg可致死。用于制造甲醛和農(nóng)藥等,并用作有機(jī)物的萃取劑和酒精的變性劑等。成品通常由一氧化碳與氫氣反應(yīng)制得。
氫能是一種二次能源,它是通過一定的方法利用其它能源制取的,而不像煤、石油、天然氣可以直接開采
為什么使用甲醇水蒸氣重整制氫?
甲醇重整氣經(jīng)過一套由多臺(tái)吸附器并聯(lián)操作的變壓吸附系統(tǒng),一次性吸附分離所有雜質(zhì)得到純度為≥99.999%的產(chǎn)品氫氣。依據(jù)所使用的不同吸附劑及工藝條件,氫回收率在70%-87%之間變化。溶劑洗滌、CO催化轉(zhuǎn)化、甲烷化等過程均可用于凈化氫氣。
為減少化工生產(chǎn)中的能耗和降低成本,以替代被稱為“電老虎”的“電解水制氫”的工藝,利用先進(jìn)的甲醇蒸氣重整──變壓吸附技術(shù)制取純氫和富含CO2的混合氣體, 經(jīng)過進(jìn)一步的后處理, 可同時(shí)得到氫氣和二氧化碳?xì)狻?/p>
氫制甲醇原理及成本?
氫制甲醇是利用水電解制氫和二氧化碳以及CO2的加氫反應(yīng)合成甲醇,具有減少二氧化碳排放和利用可再生能源的優(yōu)點(diǎn)。
該技術(shù)原理簡單,但能耗較高;成本相對較高,包括電力、氫氣和催化劑等,約為每噸400-900美元。隨著技術(shù)的不斷改進(jìn)和規(guī)?;a(chǎn)的實(shí)現(xiàn),氫制甲醇的成本不斷降低,未來有望成為實(shí)現(xiàn)碳中和的重要手段之一。
氫制甲醇是將二氧化碳和水通過電解制氫后與一定比例的一氧化碳反應(yīng)而得到的液態(tài)燃料,具有高能量密度和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。
其制備成本主要包括電解水制氫、CO2捕集和氫合成等環(huán)節(jié),成本偏高。然而,氫制甲醇技術(shù)具有多個(gè)附加值,如減少CO2排放和實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)換和儲(chǔ)存等,因此其未來市場應(yīng)用前景廣闊。
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