在江門地區(qū)，氫能源產(chǎn)業(yè)正蓬勃發(fā)展，其中甲醇制氫設(shè)備廠家以及天然氣摻氫設(shè)備技術(shù)備受關(guān)注。四川博辰氫能科技有限公司在該領(lǐng)域積極布局，為當(dāng)?shù)仄髽I(yè)提供的能源解決方案。

甲醇制氫設(shè)備及醇水制氫原理

甲醇制氫是以甲醇為原料制取氫氣的方式。由于甲醇來源廣泛，既可從化石資源中制得，又能從生物質(zhì)中獲取，且其分子式中氫元素含量高，因而在制氫領(lǐng)域前景良好。甲醇制氫主要存在 3 種途徑，分別是甲醇水蒸氣重整制氫、甲醇部分氧化制氫、甲醇裂解制氫，其中甲醇蒸汽重整制氫應(yīng)用較為廣泛。

甲醇蒸汽重整制氫可看作是甲醇分解和一氧化碳變換反應(yīng)的綜合結(jié)果。在一定的溫度（通常為 250 - 300℃）、壓力（1 - 5MPa）條件下，甲醇（CH?OH）與水蒸氣（H?O）在催化劑作用下，會(huì)發(fā)生如下反應(yīng)：

CH?OH → CO + 2H?  （甲醇裂解反應(yīng)）

H?O + CO → CO? + H? （一氧化碳變換反應(yīng)）

總反應(yīng)式為：CH?OH + H?O → CO? + 3H?

重整反應(yīng)生成的 H?和 CO?，再經(jīng)過變壓吸附法（PSA）將 H?和 CO?分離，終得到高純氫氣。該方法氫收率高，由反應(yīng)式可知其產(chǎn)物的氫氣組成可接近 75%，且能量利用合理，過程控制簡單，便于工業(yè)操作。

例如四川蜀泰化工科技有限公司生產(chǎn)研發(fā)的 F104 重整制氫催化劑，就主要用于甲醇和水的重整變換反應(yīng)，以制取所需的產(chǎn)品 H?。該催化劑采用新的共沉淀生產(chǎn)工藝，添加特殊助劑，具有活性穩(wěn)定、孔結(jié)構(gòu)合理等優(yōu)點(diǎn)，綜合性能處于國際水平。其銅含量高，比表面積大，低溫活性高；添加新型助劑后，抗毒性能更好，屬于裂解和變換雙功能催化劑，單程轉(zhuǎn)化率高，副反應(yīng)少，不易結(jié)蠟，強(qiáng)度高，不易粉化，阻力低 。

天然氣摻氫設(shè)備技術(shù)

天然氣 - 氫氣混合燃料（HCNG）是將天然氣與氫氣按一定比例混合得到的代用氣體燃料，它綜合了氫氣燃燒速度快、著火界限寬以及天然氣體積熱值高等優(yōu)點(diǎn)。

以往天然氣由于燃燒速率較低，導(dǎo)致天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒持續(xù)期長，燃燒等容度低，熱效率低。在稀燃條件下，天然氣火焰?zhèn)鞑ニ俾实?，燃燒不穩(wěn)定，循環(huán)變動(dòng)大，這限制了天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用稀燃技術(shù)進(jìn)一步提高熱效率的潛力。而氫氣燃燒速率快，稀燃極限寬，往天然氣里摻混少量氫氣可以有效提高天然氣燃燒速率，擴(kuò)展天然氣的穩(wěn)定稀燃極限。

目前，國家研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目《純氫與天然氣摻氫長輸管道輸送及應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)》取得重要進(jìn)展。其中由國家電投集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究院有限公司承擔(dān)的 “大流量高壓力天然氣隨動(dòng)摻氫技術(shù)” 研究任務(wù)順利完成性能指標(biāo)測(cè)試。針對(duì)傳統(tǒng)天然氣摻氫設(shè)備存在的流量控制范圍窄、混合均勻性差、耐壓能力不足等問題，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)了多項(xiàng)技術(shù)難關(guān)：

1. 混合技術(shù)：將噴嘴與環(huán)形多通道摻混結(jié)構(gòu)應(yīng)用于摻氫設(shè)備，開發(fā)同軸剪切摻混器，通過多通道環(huán)形結(jié)構(gòu)強(qiáng)化氫氣與天然氣的剪切混合，混合均勻度提升 5%，顯著降低局部濃度波動(dòng)。

2. 寬域控制：采用大小兩級(jí)閥協(xié)同控制策略，實(shí)現(xiàn) 10% - 寬量程流量調(diào)節(jié)，在 5% - 20% 摻氫比例范圍內(nèi)將控制精度提升至 ±0.7% 以內(nèi)，以滿足在役管道對(duì)摻氫比例動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性控制的嚴(yán)苛要求。

3. 高壓耐受設(shè)計(jì)：設(shè)備主體承壓能力達(dá) 7.25MPa（1.15 倍設(shè)計(jì)壓力），通過氣密性測(cè)試（保壓 24 小時(shí)零泄漏）與極端工況驗(yàn)證，保障了 6.3MPa 工況下的長期穩(wěn)定運(yùn)行 。

   
   

研究表明，含 20% 體積比氫氣的天然氣 - 氫氣混合燃料可以直接使用目前的天然氣輸運(yùn)管道，無需任何改造。在當(dāng)前氫氣分配基礎(chǔ)設(shè)施還不完善的條件下，天然氣 - 氫氣混合燃料可作為向氫能源過渡的可行性方式，同時(shí)也為氫氣燃料的推廣使用積累經(jīng)驗(yàn) 。

江門地區(qū)的企業(yè)若希望引入的甲醇制氫設(shè)備與天然氣摻氫設(shè)備，提升能源利用效率、降低成本，可考慮與博辰氫能這類企業(yè)合作，借助其技術(shù)與設(shè)備推動(dòng)自身發(fā)展，為地區(qū)能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化貢獻(xiàn)力量。