加氫站內小型橇裝甲醇制氫技術

小型化撬裝裝置-背景

近年來氫能已成為全球能源低碳化轉型的重要發展方向，世界主要國家紛紛制定氫能發展戰略，掀起了氫能發展的熱潮。交通和分布式發電是目前氫能的主要應用場景，整體上氫能仍處于發展導入期，受氫氣的儲運、基礎設施建設等影響，燃料電池汽車的競爭力受到嚴重削弱。國內在運行的加氫站普遍售價在不依靠補貼情況下60~80元/kg，其中把氫氣從制氫工廠運輸至加氫站的運輸成本約占20%-30%。

因此研究者期望在移動設備或加氫站內，通過結構緊湊、體積小、操作簡單的原位制氫模塊來解決儲氫和加氫問題。目前加氫站內制氫主要有電解水制氫、甲醇制氫、液化石油氣制氫和天然氣制氫等方式，其中甲醇因其水蒸汽重整反應溫度低、產物中氫氣濃度高、運輸和儲存方便等優點成為原位制氫的優質原料。可實現貼近市場進行10~500kg/d規模的低成本制氫，其借助橇裝化、模塊化設計，能夠滿足公路運輸要求，且占地面積小，便于進行靈活、快速地建安和運行，也便于對已有加油站和加氣站實施快速改造。

小型橇裝制氫需要在工藝流程、重整反應器、催化劑、系統集成與控制、純化、熱量平衡設計等方面進行創新研發，具有一定的技術挑戰性。其中通過重整反應獲得的富氫氣體必須經過進一步提純，適合于小型橇裝制氫的氫氣提純技術主要有變壓吸附（PSA）提純和鈀膜/管提純等，其中PSA包括傳統型PSA、真空解吸V-PSA等。

小型化撬裝裝置-需求

一、裝置小型化限制了吸附劑的裝填量，因此對吸附劑的綜合性能提出更高的要求。佳安通過自有的吸附劑研發、工程實踐的積累及動態模擬等，實現了吸附劑優勢配置。

主要包括：

1、通過更為合理的模擬條件，如競爭性吸附條件等設置，配套對應實驗，優化吸附劑配比及裝量，減小裝置體積；

2、針對CO雜質，通過專有吸附劑，保證產品全周期質量穩定。

二、MDP裝置的小型化，需要在設備集成方面進行優化設計。佳安通過優化工藝設計，減少緩沖罐設置，并通過程控閥組的陣列排布，優化閥區空間，減少設備體積。通過優化操作時序、控制點數量，減少控制系統的對應配置，不僅控制的設備體積，還優化了設備成本。

三、MDP裝置的小型化，需考慮運輸方便。通過整體進行三維設計，對支撐結構等模擬公路運輸制動、顛簸等狀況，進行應力分析，保證設備在運輸過程中的穩定性。

分析條件設置

應力云圖

四、MDP裝置小型撬裝化，需考慮裝置的穩定運行。通過控制程序的設置，實現設備在非啟停階段的自動調節，適應變負荷和原料氣波動情況；并實現遠程協同，在授權下遠程查看設備信息，及時診斷問題。

五、MDP裝置小型撬裝化，還需要考慮裝置的遠程運維，通過遠程監控，判斷設備及元器件的使用情況，通知用戶的維護及檢修要點。