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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)用場景，整體上氫能仍處于發(fā)展導入期，受氫氣的儲運、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等影響，燃料電池汽車的競爭力受到嚴重削弱。國內(nèi)在運行的加氫站普遍售價在不依靠補貼情況下60~80元/kg，其中把氫氣從制氫工廠運輸至加氫站的運輸成本約占20%-30%。
因此研究者期望在移動設(shè)備或加氫站內(nèi)，通過結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、操作簡單的原位制氫模塊來解決儲氫和加氫問題。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、運輸和儲存方便等優(yōu)點成為原位制氫的優(yōu)質(zhì)原料。可實現(xiàn)貼近市場進行10~500kg/d規(guī)模的低成本制氫，其借助橇裝化、模塊化設(shè)計，能夠滿足公路運輸要求，且占地面積小，便于進行靈活、快速地建安和運行，也便于對已有加油站和加氣站實施快速改造。
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)計等方面進行創(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)、工程實踐的積累及動態(tài)模擬等，實現(xiàn)了吸附劑優(yōu)勢配置。
主要包括：
1、通過更為合理的模擬條件，如競爭性吸附條件等設(shè)置，配套對應(yīng)實驗，優(yōu)化吸附劑配比及裝量，減小裝置體積；
2、針對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)備集成方面進行優(yōu)化設(shè)計。佳安通過優(yōu)化工藝設(shè)計，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)化操作時序、控制點數(shù)量，減少控制系統(tǒng)的對應(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，需考慮運輸方便。通過整體進行三維設(shè)計，對支撐結(jié)構(gòu)等模擬公路運輸制動、顛簸等狀況，進行應(yīng)力分析，保證設(shè)備在運輸過程中的穩(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)定運行。通過控制程序的設(shè)置，實現(xiàn)設(shè)備在非啟停階段的自動調(diào)節(jié)，適應(yīng)變負荷和原料氣波動情況；并實現(xiàn)遠程協(xié)同，在授權(quán)下遠程查看設(shè)備信息，及時診斷問題。
五、MDP裝置小型撬裝化，還需要考慮裝置的遠程運維，通過遠程監(jiān)控，判斷設(shè)備及元器件的使用情況，通知用戶的維護及檢修要點。
