例如,在研究某化工企業(yè)的甲醇制氫裝置時(shí),詳細(xì)分析了其反應(yīng)器的類型、催化劑的使用情況、原料的消耗以及氫氣的產(chǎn)量和純度等關(guān)鍵數(shù)據(jù),從實(shí)際案例中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),為甲醇制氫技術(shù)的優(yōu)化提供實(shí)踐依據(jù)。
對(duì)比研究法也是本文的重要研究方法之一。將甲醇制氫技術(shù)與其他常見(jiàn)制氫技術(shù),如水電解制氫、天然氣重整制氫等進(jìn)行多方面對(duì)比。在成本對(duì)比中,綜合考慮原料成本、設(shè)備投資、運(yùn)行維護(hù)成本等因素,分析不同制氫技術(shù)在不同規(guī)模下的成本差異;在技術(shù)性能對(duì)比中,比較各種制氫技術(shù)的氫氣純度、制氫效率、反應(yīng)條件等關(guān)鍵指標(biāo)。
甲醇制氫主要通過(guò)甲醇水蒸氣重整、甲醇部分氧化以及甲醇裂解等化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn),這些反應(yīng)在特定的條件下進(jìn)行,各有其特的反應(yīng)機(jī)理和特點(diǎn)。甲醇水蒸氣重整制氫是目前應(yīng)用較為廣泛的一種方法,其反應(yīng)方程式為:(CH_{3}OH + H_{2}O rightleftharpoons 3H_{2} + CO_{2}),(Delta H^{0}= + 131kJ/mol) ,這是一個(gè)吸熱反應(yīng) ,需要外界提供熱量來(lái)推動(dòng)反應(yīng)的進(jìn)行。
當(dāng)氧醇比(氧氣與甲醇的物質(zhì)的量之比)控制在合適的范圍內(nèi)時(shí),部分甲醇被氧化釋放出熱量,這些熱量可以為反應(yīng)體系提供能量,維持反應(yīng)的進(jìn)行,無(wú)需外部供熱。
傳統(tǒng)的高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫需要將氫氣壓縮至的壓力(通常為 35MPa 或 70MPa),這不僅需要昂貴的壓縮設(shè)備和高壓儲(chǔ)存容器,而且存在較大的安全風(fēng)險(xiǎn) 。液氫儲(chǔ)存雖然能量密度高,但需要將氫氣冷卻至 - 253℃的低溫,能耗,儲(chǔ)存和運(yùn)輸成本高昂,且對(duì)儲(chǔ)存設(shè)備的絕熱性能要求。
此外,甲醇制氫過(guò)程中不產(chǎn)生氮氧化物、硫化物等有害氣體,減少了對(duì)大氣環(huán)境的污染,有助于改善空氣質(zhì)量。從成本角度分析,甲醇制氫具有一定的成本優(yōu)勢(shì)。在原料成本方面,甲醇的生產(chǎn)技術(shù)成熟,來(lái)源廣泛,價(jià)格相對(duì)穩(wěn)定。
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