


微調技術
安德森說:“幾年(nián)前,我參與撰寫了英格蘭北部的H21報告。”我們分析了蒸(zhēng)汽甲烷重整裝(zhuāng)置(SMR)和自熱重整裝置(ATR)技術的成本、性能和能效。但這隻是一項概念性研究,也是我們(men)目前正在進行的有關項(xiàng)目(mù)的先驅。“
他說:“H21考(kǎo)慮了9列貨運量龐大的自(zì)熱重(chóng)整裝置(ATR)列車。當前項目中(zhōng)將要生產的氫氣的等值額定熱值為600兆瓦,被稱為(wéi)“H2H Saltend”。H2H Saltend是零(líng)碳亨伯願景的關鍵組成部(bù)分。
安(ān)德森繼續說:“我們正在進(jìn)行競爭, 為藍氫計劃選擇技術供應商和項目執行合作夥伴。他們的想法將建立在我們的願景之上, 並將決定(dìng)構建的細節。我們希望(wàng)在(zài)未來幾十年裏,作為英國(guó)能源基礎設施的一(yī)部(bù)分,一個安全、低碳、低風險的過程能夠(gòu)可靠而高效地(dì)運行。我們對探索實現這些目標的(de)最有效(xiào)途徑持開放態度。“
藍氫生產技術的微調在(zài)一定程度上將來自對任何方案所(suǒ)需(xū)能源和化學原料的詳(xiáng)細了解。蒸汽甲烷重整裝(zhuāng)置(SMR)和自熱重整裝置(ATR)都可以與下遊變換(huàn)反應器相結合,以優(yōu)化氫(qīng)氣或合成氣的(de)生產。安德森說:“H2H Saltend項目專注於為工業(yè)、電力和氨(ān)氣生產(chǎn)氫氣。”使用自熱重整裝置(ATR)的主要優勢將(jiāng)可(kě)以實現(xiàn)的(de)規模,具有高碳捕獲率和高能效。“
蒸(zhēng)汽甲烷重整裝置(SMR)和(hé)自熱重(chóng)整裝置(ATR)的一個根本區別在於,反應的熱量是在自(zì)熱(rè)重整裝置(ATR)內產生的,而(ér)蒸汽甲烷重整(zhěng)裝置(SMR)需要從51吃瓜网燃燒中(zhōng)獲得外部加熱。這意味著自熱重整裝置(zhì)(ATR)隻有一個高壓煙(yān)氣流用於碳捕獲處理,而蒸汽(qì)甲烷重整裝(zhuāng)置(zhì)(SMR)有需要碳捕獲的高壓和低壓煙氣流。通(tōng)過高壓操作可以降低碳捕獲設備的(de)體積和成本(běn),這使得自熱重整裝置(ATR)與藍(lán)氫生產(chǎn)高度兼容。
完美的壓力
操作壓力,因此(cǐ)產品氣(qì)體輸送壓(yā)力,是蒸汽甲烷重整裝置(SMR)和自熱重整裝置(ATR)的另一個區別。自熱重整裝置(ATR)可以在更高的壓力下運行。如果必須將氫氣注入高壓天然(rán)氣管道,以便輸送到英國約克郡(jun4)乃至更遠的城市,這是一個好(hǎo)處。
在整個碳(tàn)捕捕獲並儲存(CCS)計劃的(de)某個時刻,二氧化碳必須加壓到200帕(pà)左右才能注入地下。碳捕獲過程(chéng)在接近大氣壓的情(qíng)況下產生二氧化碳。亨伯工業(yè)集群設想的碳捕獲管道網絡的運行壓力(lì)尚未確定,目前正(zhèng)在考慮各種選擇。
可(kě)以想象,從與亨伯河口幾個工業和化工樞紐相關的碳捕獲計劃中,二氧化碳可能在20到80帕之間被收(shōu)集到支(zhī)線管道網絡中。然後可能會有一個單獨的壓(yā)縮站,將壓力提(tí)高到200帕,以便向海上傳輸。最佳網絡將取決於捕獲的二氧(yǎng)化碳來源的混合和位置以及碳捕捕獲並儲存管道登陸(lù)的精確位置。
安德森證實,“高壓管道對於長距離傳輸是必不可少的,這(zhè)樣才能保證(zhèng)氣體流動時的壓力下降。”它們也更窄,所(suǒ)以需要的鋼(gāng)材更少(shǎo)。但由於處於高(gāo)壓狀態,管道(dào)需要更堅固的(de)管壁,這意味著更多(duō)的金屬或更昂貴的合金。為二氧化碳(tàn)管網的每一段確定完(wán)美的運(yùn)行壓力是一項複雜的任(rèn)務,不能脫離其他(tā)工藝參數來做出決定。”
集成空分設備…...
蒸汽甲烷重整裝置(SMR)不需要純氧。另一方麵,自熱重整裝置(ATR)做到了。這(zhè)意味著如果使用自熱(rè)重整裝置(ATR)技術,必須建立空分(fèn)設備(ASU)。
要實現600兆瓦的氫氣(qì)生產,空分設備每天需要生(shēng)產1200至1300噸氧氣。這將使它成(chéng)為英國最大的設(shè)備(bèi)之一。
在重整(zhěng)裝置的下遊,一些藍(lán)氫計劃還將整合一個藍氨廠。這將(jiāng)需要(yào)氮氣作為化學原料與氫氣反應(yīng)生成氨氣。氮氣將在(zài)空分設備中與氧氣一起生產。自熱重整(zhěng)裝置(ATR)、空分和合成氨氣工藝是高度集成和相互(hù)依賴的(de)。
氫氣(qì)、合成氣和氨氣生產方(fāng)案的綜(zōng)合流程(chéng)優化, 結合相關的(de)空(kōng)分和碳捕捕獲並儲存將是一個非常複雜的流程。優化藍氫生產需(xū)要一種範式轉變,將(jiāng)重點放在協同效應上,超越補充性解決方案。但結果將是能源效率和具有競爭力的經濟(jì)。整體流程集成的結果(guǒ)將遠遠大於(yú)各部分的總和(hé)。