氫儲存運輸及加注技術(shù)教學(xué)課件：4.4甲醇儲氫

甲醇儲氫甲醇無色、具有與乙醇相似氣味的揮發(fā)性可燃液體分子式CH3OH分子量32常壓下沸點為64.7℃自燃點473℃與水、乙醇、乙醚等無限溶解水蒸氣易于吸收→在一定范圍內(nèi)可形成爆炸性化合物，爆炸范圍6～36.5%甲醇儲氫原理蒸汽空氣甲醇二氧化碳部分其他雜質(zhì)混合甲醇是包含C-H、C-O、O-H鍵的最簡單的醇類化合物。一種液相化學(xué)儲氫物質(zhì)具有較高的能量密度（21.6MJ/kg）儲氫質(zhì)量密度（12.5wt%）體積密度（99g/L）1kg甲醇實現(xiàn)氫能的“即制即用”甲醇儲氫原理甲醇循環(huán)經(jīng)濟鏈?zhǔn)疽鈭D[52]水187.5g氫氣質(zhì)子交換膜燃料電池?zé)o需分離與純化過程粗氫直接進入高溫電堆，由化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化電能優(yōu)勢一新建甲醇加注站成本約100-300萬元/座不需要另行建設(shè)加氫站，而是可以依托于現(xiàn)有加油站進行簡單的改造和升級，將其變?yōu)榧婢呒幼⑵裼秃图状?水溶液的聯(lián)合加注站。優(yōu)勢二成本低，大概50-80萬元/座甲醇儲氫技術(shù)甲醇加注站的可行性和可推廣性更強高安全技術(shù)門檻甲醇作為儲氫載體高投入成本的加氫站在遠距離（>200km）輸送經(jīng)濟性方面較直接使用氫氣具有較強的競爭力“高壓氣態(tài)氫輸送-高壓氫直接加注”成本約為60-80元/kg甲醇-蒸汽制氫轉(zhuǎn)化裝置制備后續(xù)流程中的H2提純各項設(shè)備折舊人員費用和利潤加氫站終端H2的售價預(yù)計約為40-60元/kg甲醇-蒸汽制氫轉(zhuǎn)化裝置制備后續(xù)流程中的H2提純各項設(shè)備折舊人員費用和利潤加氫站終端H2的售價預(yù)計約為40-60元/kg，與高壓氣態(tài)儲氫相比成本更低。甲醇合成工藝影響甲醇合成技術(shù)的主要因素合成反應(yīng)器催化劑工藝流程選擇合成壓力的不同高壓法19.6～29.4MPa英國Davy工藝技術(shù)有限公司約占世界甲醇總產(chǎn)量的80%以上甲醇合成工藝中壓法9.8～19.6MPa低壓法4.9～9.8MPa丹麥托普索公司德國化學(xué)公司是目前世界上大型煤制甲醇合成技術(shù)的主要供應(yīng)商之一。戴維公司提供的日產(chǎn)5000噸、年產(chǎn)167萬噸甲醇合成技術(shù)于2005年在特立尼達島成功投入運營甲醇合成技術(shù)甲醇合成工藝為低壓合成技術(shù)戴維中壓甲醇合成工藝流程圖“串并聯(lián)”模式反應(yīng)的原料為來自天然氣轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)化氣（CO2+H2）或煤氣化的合成氣（CO+H2）甲醇裂解工藝甲醇重整反應(yīng)類型反應(yīng)式優(yōu)點缺點直接裂解高溫反應(yīng)迅速需外部供熱，產(chǎn)物CO含量高與水蒸氣重整產(chǎn)氫量高，溫度低需完整熱管理系統(tǒng)供熱部分氧化裂解條件溫和，反應(yīng)迅速產(chǎn)物含氫量低自熱重整制氫易于啟動，結(jié)合吸/放氫反應(yīng)簡化熱管理產(chǎn)氫量低，商業(yè)經(jīng)驗有限，需細化系統(tǒng)控制甲醇直接裂解（簡稱是DE）甲醇部分氧化裂解（簡稱是POX）甲醇與水蒸氣重整（簡稱是MSR）甲醇自熱重整制氫（簡稱是ATR）中氫新能開發(fā)的中國首臺靜默移動發(fā)電站甲醇儲氫技術(shù)應(yīng)用和工藝現(xiàn)狀在氫制、儲、運、加等環(huán)節(jié)成本居高不下，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)滯后的背景下，甲醇經(jīng)濟或?qū)⑼七M氫能產(chǎn)業(yè)鏈降本增效，疏通產(chǎn)業(yè)“堵點”。2012年起中氫新能就開始甲醇重整制氫燃料電池的技術(shù)研發(fā)和市場研究“中國首臺甲醇重整制氫燃料電池物流車”2018年“中國首臺靜默移動發(fā)電站MFC30”工信部303年產(chǎn)量預(yù)計750兆瓦相當(dāng)于50000組燃料電池產(chǎn)量2019年9月設(shè)計和研發(fā)生產(chǎn)的甲醇重整燃料電池系統(tǒng)有害排放為零礦井→車輪二氧化碳為零增排，專注于汽車和移動領(lǐng)域的應(yīng)用甲醇重整燃料電池系統(tǒng)可以為全球空氣污染及氣候變化問題提供有效解決方案甲醇重整燃料電池燃料轉(zhuǎn)換的甲醇重整器鋰電池混合配置系統(tǒng)直流電到直流電的功率轉(zhuǎn)換用于發(fā)電的燃料電池電堆燃料電池控制單元控制燃料電池系統(tǒng)并與車輛系統(tǒng)交互大連化物所李燦院士實現(xiàn)了將太陽能轉(zhuǎn)化為甲醇液體燃料工業(yè)化生產(chǎn)的第一步大連化物所研發(fā)的全球首套千噸級規(guī)模太陽燃料合成示范項目為2臺1000標(biāo)方/小時電解水制氫設(shè)備提供電力太陽能光伏發(fā)電電解水制綠氫CO2氫化合成甲醇華陸工程科技有限責(zé)任公司主持總功率為10MW光伏發(fā)電站研發(fā)了具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的新型電解水制氫催化劑，可制造規(guī)模化（1000標(biāo)方/小時）堿性電解水制氫設(shè)備固溶體雙金屬氧化物催化劑（ZnO-ZrO2）單位制氫能耗降低至4.0-4.