环保绿氨反应器
根据科学家预测,未来在碱性水电解(AWE)、聚合物电解质膜水电解(PEM WE)和固体氧化物水电解(SOE)三种类型中,固体氧化物水电解(SOE)与 Haber-Bosch 工艺相结合可能成为未来大规模绿色 NH3 生产较有潜力的工艺类型。此外,在绿氨制备和存储的产业化尝试方面,西门子也走在全球前列,其早在 2018 年便已在英国牛津哈威尔展开世界头一个氨储能先导计划,该项目包括风力发电机组、氮气产生器、电解水系统、30KW 发电机与哈伯法反应炉,通过哈伯法生产氨气。该示范厂目标是将电力、水和空气无碳转化为氨气,将氨气储存在储罐后,用于燃烧发电、当作车用燃料出售,或用于工业制冷等,西门子的该示范计划储存量和发电量较小,旨在证明氨气储能系统的可行性。绿氨制备过程中可通过控制反应条件提高产品氨气的纯度和产率。环保绿氨反应器
氨的特性适合储运氢。以氢气为原料制成的液氨,比液氢具有更高的体积能量密度,且氨比氢气更容易液化。常压下氨气在-33℃就可以液化,而氢气需要低于-253℃,且同体积下,液氨比液氢多出至少60%的氢。根据国际可再生能源机构(IRENA)预测,氨作为氢的载体,将从2030年的100万吨增加到2050年的1.1亿-1.3亿吨。上述《报告》指出,氨在中国主要分农业、工业、储能三大用途。其中,储能作为新增用途尚未有明显应用,预计储能用氨将在2030年后进入快速发展期,到2050年达到50%的应用占比,是未来合成氨产业发展的主要动力。陕西绿氨标准绿氨可以与一些有机物发生氨合成反应,生成氨基化合物。
目前的绿色制氨工艺通过使用可再生能源发电来进行 Haber-Bosch 工艺改进,其中主要使用几种不同类型的水电解器进行绿色氢气的合成。(A)为不同水电解槽生产绿色 H2:碱性水电解(AWE)、聚合物电解质膜水电解(PEM WE)和固体氧化物水电解(SOE),(B)为 N2由空气分离装置生产,(C)为通过改进的 Haber-Bosch 工艺合成绿色 NH3。其中绿色 NH3 生产能力通常为 10000 吨/日,太阳能光伏发电产生的可再生电力为绿色 NH3 合成工艺提供能源(即用于绿色 H2 生产的水电解槽、用于 N2 分离的空分装置和用于绿色 NH3 生产的 Haber-Bosch 工艺)如绿色虚线所示。
美国“清洁氢”(Clean Hydrogen)定义,美国国家能源部发布《“清洁氢”生产标准指南》,该指南要求美国后续所制定的涉及“清洁氢”标准应当满足以下要求。支持生产“清洁氢”的各种方式,包括但不限于:使用带碳捕集、利用和封存技术(CCUS)的化石燃料,氢载体燃料(包括乙醇和甲醇),可再生能源,核能等;定义“清洁氢”一词,定量为在生产场所每生产1千克氢,产生的二氧化碳当量不高于2千克,全生命周期二氧化碳当量不高于4千克每千克氢。绿氮技术可将清洁能源转化为氢气及其它高附加值化学品。
自氨被制造出来之后,到现在已经大规模生产,并出口到世界各地生产化肥。在此之后,日本研究人员却有了新的突破,日本承诺在2050年前将实现碳中和,这给重量级工业企业带来了希望,并且还将使众多企业走出经济泥潭。研究人员打算将氨作为未来的燃料,但是有的批评人士说,腐蚀性气体还远不是一种明确的清洁能源。但是燃烧氨与化石燃料不同,它不排放使地球变暖的二氧化碳,而且比起化石燃料更容易运输。液氨,也被吹捧为绿色燃料的潜在来源。绿氨被普遍用于工业生产中的氨合成过程。环保绿氨反应器
光能氢转氨是利用光能驱动氢转氨反应进行氨制备的技术。环保绿氨反应器
液氨的比重与汽油相近。氨每千克5090大卡,汽油每千克10296大卡,虽其燃烧值只约为汽油的一半,然而氨的辛烷值却远高于汽油,因而可较大程度上增加内燃机压缩比以提高输出功率。氨内燃机的热效率可达50%甚至近60%,是通常汽油内燃机的两倍以上,因此也就足以在多种用途中成为可取代汽油的燃料。不只如此,以液氨为燃料的车辆可得到几乎不收费的空调——液氨在气化时能大量吸热。从车船用优良燃料角度,每吨液氨的价格只有2500元,但却能完全足以替代每吨10000元的成品汽油。环保绿氨反应器