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加氫站內(nèi)小型橇裝甲醇制氫技術(shù)
小型化撬裝裝置-背景
近年來(lái)氫能已成為全球能源低碳化轉(zhuǎn)型的重要發(fā)展方向，世界主要國(guó)家紛紛制定氫能發(fā)展戰(zhàn)略，掀起了氫能發(fā)展的熱潮。交通和分布式發(fā)電是目前氫能的主要應(yīng)用場(chǎng)景，整體上氫能仍處于發(fā)展導(dǎo)入期，受氫氣的儲(chǔ)運(yùn)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等影響，燃料電池汽車的競(jìng)爭(zhēng)力受到嚴(yán)重削弱。國(guó)內(nèi)在運(yùn)行的加氫站普遍售價(jià)在不依靠補(bǔ)貼情況下60~80元/kg，其中把氫氣從制氫工廠運(yùn)輸至加氫站的運(yùn)輸成本約占20%-30%。
因此研究者期望在移動(dòng)設(shè)備或加氫站內(nèi)，通過結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、操作簡(jiǎn)單的原位制氫模塊來(lái)解決儲(chǔ)氫和加氫問題。目前加氫站內(nèi)制氫主要有電解水制氫、甲醇制氫、液化石油氣制氫和天然氣制氫等方式，其中甲醇因其水蒸汽重整反應(yīng)溫度低、產(chǎn)物中氫氣濃度高、運(yùn)輸和儲(chǔ)存方便等優(yōu)點(diǎn)成為原位制氫的優(yōu)質(zhì)原料。可實(shí)現(xiàn)貼近市場(chǎng)進(jìn)行10~500kg/d規(guī)模的低成本制氫，其借助橇裝化、模塊化設(shè)計(jì)，能夠滿足公路運(yùn)輸要求，且占地面積小，便于進(jìn)行靈活、快速地建安和運(yùn)行，也便于對(duì)已有加油站和加氣站實(shí)施快速改造。
小型橇裝制氫需要在工藝流程、重整反應(yīng)器、催化劑、系統(tǒng)集成與控制、純化、熱量平衡設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行創(chuàng)新研發(fā)，具有一定的技術(shù)挑戰(zhàn)性。其中通過重整反應(yīng)獲得的富氫氣體必須經(jīng)過進(jìn)一步提純，適合于小型橇裝制氫的氫氣提純技術(shù)主要有變壓吸附（PSA）提純和鈀膜/管提純等，其中PSA包括傳統(tǒng)型PSA、真空解吸V-PSA等。
小型化撬裝裝置-需求
一、裝置小型化限制了吸附劑的裝填量，因此對(duì)吸附劑的綜合性能提出更高的要求。佳安通過自有的吸附劑研發(fā)、工程實(shí)踐的積累及動(dòng)態(tài)模擬等，實(shí)現(xiàn)了吸附劑優(yōu)勢(shì)配置。
主要包括：
1、通過更為合理的模擬條件，如競(jìng)爭(zhēng)性吸附條件等設(shè)置，配套對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)，優(yōu)化吸附劑配比及裝量，減小裝置體積；
2、針對(duì)CO雜質(zhì)，通過專有吸附劑，保證產(chǎn)品全周期質(zhì)量穩(wěn)定。
二、MDP裝置的小型化，需要在設(shè)備集成方面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。佳安通過優(yōu)化工藝設(shè)計(jì)，減少緩沖罐設(shè)置，并通過程控閥組的陣列排布，優(yōu)化閥區(qū)空間，減少設(shè)備體積。通過優(yōu)化操作時(shí)序、控制點(diǎn)數(shù)量，減少控制系統(tǒng)的對(duì)應(yīng)配置，不僅控制的設(shè)備體積，還優(yōu)化了設(shè)備成本。
三、MDP裝置的小型化，需考慮運(yùn)輸方便。通過整體進(jìn)行三維設(shè)計(jì)，對(duì)支撐結(jié)構(gòu)等模擬公路運(yùn)輸制動(dòng)、顛簸等狀況，進(jìn)行應(yīng)力分析，保證設(shè)備在運(yùn)輸過程中的穩(wěn)定性。
分析條件設(shè)置
應(yīng)力云圖
四、MDP裝置小型撬裝化，需考慮裝置的穩(wěn)定運(yùn)行。通過控制程序的設(shè)置，實(shí)現(xiàn)設(shè)備在非啟停階段的自動(dòng)調(diào)節(jié)，適應(yīng)變負(fù)荷和原料氣波動(dòng)情況；并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程協(xié)同，在授權(quán)下遠(yuǎn)程查看設(shè)備信息，及時(shí)診斷問題。
五、MDP裝置小型撬裝化，還需要考慮裝置的遠(yuǎn)程運(yùn)維，通過遠(yuǎn)程監(jiān)控，判斷設(shè)備及元器件的使用情況，通知用戶的維護(hù)及檢修要點(diǎn)。
