现在气化技术的发展保证了氢气经济化运作的现实可能性,通过使用可再生资源和利用先进、可靠的处理技术大大降低氢气生产成本,并且通过进一步使用气化厂废气,还可以生产出有价值的产品—氢气。
虽然现有技术已经可以实现这个功能,但是大多数工厂依然只是简单的生产合成气(氢气和一氧化碳的混合物),并未加以提取利用。然而由于传统产业和燃料电池汽车产业用氢需求的增加,基于生产成本低、工厂可持续性发展的原因,气化设施将有可能成为可再生氢燃料的高级生产渠道。
本文将讨论气化企业的运营商实现将他们的资产价值最大化这一细微变化,使他们能够更容易地建造一个具有较高纯度和生产效率的生产设备。
近期空气产品公司(Air Product Inc.)发布消息:有关其计划建造英国最大的废物转化为能源的气化设施,从而创造最大化的可再生能源产业,这将是相当有标杆建设意义的。身处如今的现代文明社会,气化设施以一个独特的和经济的方式把我们产生的废物改变成可再生能源,而这些设施的潜力是惊人的。
瑞典可能是最好的例子,一个国家真正利用技术把废物转化为能源。他们不仅建立了沼气、生物质、气化设施,他们还建立了一个把进口能源垃圾转化为具有经济效益的能源的高效运营模式。没错,瑞典人购买其他国家的垃圾,这让人难以置信。
尽管这些设施激增,但同时它也带来了问题,在未来,设备变得更大和更有效的时候它们能做什么?要回答这个问题,先退一步,看看为什么这些设施越来越受欢迎。首先是燃料来源丰富:垃圾、垃圾填埋气、农作物谷壳、木、秸秆、厨余垃圾等。对于技术的传播更重要的一点,在最终产品中包含的相当多的能源——合成气。
适当地使用锅炉分解合成气,同时使用蒸发冷却设备,可以很容易地转换出热能、热水以及电能。氢气具有极高的能量密度,是天然气的近三倍,极大的提高了合成气的能量密度。因此,通过加倍使用原料可以最大限度地提高合成气厂的效率,从而增加氢的输出。听起来很神奇,对吗?事实上,这是低成本设备很容易做到的。
只要使用转换气体反应器就可以做到。气化设施可通过促使一氧化碳与水蒸汽反应,使得合成气的氢含量增加。在转换反应器中合成气和水加热发生如以下方程的反应:
H2O + CO——H2 + CO2
正如你从方程式中可以看到的,此反应产生副产品二氧化碳。因此,针对不同的燃烧设备必须从过热的燃烧废气捕获CO2,二氧化碳更容易从从成本低廉的碳捕获和储存(CCS)技术的反应器的过程中取出。因此CCS反应器搭配一个生物质气化转换反应器装置即能产生:
•更高的能量值,纯氢产品
•零碳排放(CO2和CO)
•少量热(放热过程)
图1:气化和合成气处理器
来源:美国俄克拉荷马州立大学
其中移气器的成本可能只占气化设施总投资中的10%,而对于不同的合成气,使用该设备最少能提高25%或更多的生产率。一个移气器的费用是对于环境保护与绿色持续性生产的最小投资:美国俄克拉荷马州立大学发现的催化剂可实现对一个范围内温度中、高、低的调节。标准的氢气生产设备制造商现在已经可以提供合成气设施和转换设备。虽然氢气对于传统行业来说(如化工,机械工业和石油产业)成本仍然较高,但氢气需求肯定会因为新兴产业和现有的燃料电池应用的增大而稳步上升。
合成气生成氢是使气化厂资产价值最大化的有效经济途径,同时也将有力的冲击未来能源领域的发展模式。
安思卓(南京)新能源有限公司是一家拥有该技术生产能力的世界领先高新科技企业,公司专注于可再生能源产业的发展和技术创新,为风力、太阳能、生物质等新能源发电企业提供先进可靠的制氢储能设备和配套解决方案,公司在制氢和储能方面拥有国际领先水平的专利技术,设备可以在风电/光伏/生物质制氢环境下实现高效生产,为风电/光伏/生物质能发电企业带来有效的节能增效方案,同时,公司新能源制氢设备与燃料电池结合的能量存储系统能显著提高可再生能源的利用效率,给并网发电和氢能的应用推广带来相当积极的经济影响。
安思卓(南京)新能源有限公司是南京321计划重点项目,公司的部分合作项目也被纳入国家863计划(国家高技术研究发展计划),这是由国家科技部主导的一项国家性计划,这些都充分体现了安思卓在制氢储能领域的先进性与权威性。
【摘自安思卓(南京)新能源有限公司 Nick Ni 宋江涛 蒋晨芸】