现如今,气化设施功能的逐渐完善使得氢经济的到来成为了可能。通过可再生能源的使用极大程度的减少了制氢成本。与此同时,先进可靠的生产技术让气化设施将废弃的原料变成有利用价值的氢气。
尽管这项技术可以实现氢气的制造,但是绝大多数的设施会产生SynGas,这是一种包含了氢气和一氧化碳的混合气体。随着市场上氢气需求的不断攀升,其中集中体现在燃料电池行业对于氢气的需求,气化设施将会成为可再生氢燃料的最主要来源,主要是因为其较低的生产成本和较高的设施延展性。
本文将讨论一些制氢设施的小改动,这些改动不仅具有很强的操作性,而且可以使气化设施的价值最大化,确保提高其生产力及氢气纯度。
最新《Air Products》报道的关于计划建造英国最大的废转能气化设施的新闻就是大型气化设施趋势的不断上涨以及新能源行业不断受到关注的最好证明。气化设施是一种独特的并具有经济效益的方式,可以将现代文明产生的废物转化为我们可以利用的可再生能源。与此同时,这些设施的潜力是惊人的。
瑞士也许是世界上将废转能科技运用的最好的国家,不仅仅是因为他们制造了很多沼气/生物气体的气化设施,更是因为他们发现了转化进口垃圾为能源的经济效益,并且非常高效的在进行着这种操作。没错,瑞典人正在购买别国的垃圾。这是多么难以置信啊!
随着这些设施数量的激增,我们也许会问,当未来的他们变得更大,更高效的时候,我们能做什么呢?要回答这个问题,我们需要先退一步,看看这些设施是如何变得受欢迎的。首先是因为有充足的燃料来源:垃圾,填埋的废物气体,农作物谷壳,木屑,作物废料,食品垃圾等等。然而,相对于这种技术的普及而言,更为重要的是最终产品SynGas蕴含着相对能量。
SynGas很适用于锅炉,他可以很容易地转化成热能,热水,使用蒸发装置的冷却和电能。SynGas 之所以如此有用是因为其所含的氢气。氢的加热值很高,按质量计算,几乎是天然气的三倍。因此,在相同的原料量下增加氢气的产量,可以最大限度地提高合成气装置的效率。这听起来像是魔法一样,在现实中,这是可以通过低成本设备实现的。
使用转换气体反应器,气化设施可以通过将主要物质,一氧化碳,与蒸汽反应来增加合成气的含氢量。热催化剂促进了合成气中的一氧化碳与转化器中的热水之间的化学反应,方程式如下:
从这个方程式中可以看出,二氧化碳作为副产物被制出。不同于那些必须从过热的燃烧废气中捕获二氧化碳的燃烧设施,利用低成本的碳捕获和储存技术(CCS),可以更容易地从反应堆的废物流中去除二氧化碳。与CCS技术合作,一个生物质气化设施和一个转移反应器可以生产出:
含有高能量,高纯度的氢产品、零碳排放 (CO2 and CO)、微热量 (放热过程)。
尽管一个气体转移反应器的成本是气化设施总投资的10%,他却可以促使最终气体产品的生产率增加25%,甚至更多,取决于合成气的成分。转移反应器的操作费用是最少的,因为催化剂可以在不同的温度下促进反应过程,无论高温还是低温。标准制氢设备制造商可随时向合成气设施提供转换设备。虽然氢气的价格在其传统的使用领域包括化工,工业,机械和炼油已经很高了,但是随着新燃料电池和现有燃料电池应用需求的增加,现有的氢生产设施会出现供应紧张的情况,所以氢气的价格肯定会稳步上涨。
从混合气体中制氢对于气化设施来说是一种最大化其资产价值的经济手段,同时也为未来的发展做了准备。