Quy trình tổng hợp khí hydrogen
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT KHÍ HYDRO Mơn học : NHIÊN LIỆU MỚI TP Hồ Chí Minh, tháng 04 năm 2019 TÊN ĐỀ TÀI SO SÁNH CÁC QUY TRÌNH SẢN XUẤT HYDRO GVHD : TS Đỗ Quý Diễm Lớp : CHHO7B & 8A NỘI DUNG CHÍNH I GIỚI THIỆU VÀ TỔNG QUAN CÁC QUY TRÌNH SẢN XUẤT II III VI NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT LUẬN GIỚI THIỆU VÀ TỔNG QUAN GIỚI THIỆU VÀ TỔNG QUAN Bảng: Giá trị nhiệt loại nhiên liệu khác Trong đó: - HHV : Higher heating value aka gross calorific value (GCV) LHV : Lower heating value aka net calorific value (NCV) GIỚI THIỆU VÀ TỔNG QUAN Reforming nước Oxi hóa phần Reforming tự động Các phương pháp sản xuất hydro từ nhiên liệu hóa thạch GIỚI THIỆU VÀ TỔNG QUAN Các phương pháp sản xuất hydro từ nhiên liệu tái tạo Các rào cản quy trình sản xuất nhiên liệu hydro Tính hiệu lượng Chi phí đầu tư cho sản xuất thấp Quy trình sản xuất chưa tối ưu *CÁC QUY TRÌNH SẢN XUẤT HIDRO HIỆN NAY* I.PHƯƠNG PHÁP REFORMING HƠI NƯỚC (SMR) Xúc tác WGS PEM SOEC Chi phí sản xuất hydro phương pháp khác từ điện phân Thermolysis– nhiệt phân Quy trình Thermolysis– nhiệt phân Thermolysis– nhiệt phân Nhiệt độ cao: khoảng 2000-3000 C Hiện tại, quy trình nhiệt hóa nhiệt độ thấp hứa hẹn dường Cu - Cl Mg - Cl, khơng giải phóng GHG (Greenhouse gas) vào khí cần nhiệt 550°C Chi phí sản xuất hydro phương pháp nhiệt phân khác để tách nước Photo-electrolysis - Quang phân Concluded that the combination of SiC and TiO provides a self-driven system with suitable band positions and photo conversion efficiency of only 0.06% A recent study showed a production cost of 10.36 $/kg of hydrogen produced SO SÁNH KẾT QUẢ SO SÁNH KẾT QUẢ • Đánh giá hai khía cạnh kỹ thuật kinh tế tóm tắt Bảng tương ứng • SMR quy trình hiệu chi phí cho sản xuất H 2, CG • • SR có nhiệt độ hoạt động thấp khơng cần oxy, ATR POX Trong nhiệt phân hydrocarbon cung cấp lợi giảm bước không thải khí mơi trường, với carbon sản phẩm phụ cần xử lý • • • Phát triển cao kỹ thuật cho việc tạo H2 thông qua sở hạ tầng tồn Cung cấp chuyển đổi lượng hiệu (tới 85%) so với phương pháp tái tạo Bằng cách kết hợp lò phản ứng màng với H2 từ nhiên liệu hóa thạch cải tiến xảy hiệu quả, nhiệt độ hoạt động tối đa • Nhiệt độ thấp (550 ° C) kết hợp cho sản xuất điện H2 chí từ lượng mặt trời tập trung • Ngược lại, phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch kết hợp với sản phẩm phụ CO giải phóng khí q trình phát triển, hạn chế dẫn đến hầu hết nghiên cứu phương pháp tái tạo, thay SO SÁNH KẾT QUẢ • Nhiên liệu hóa thạch sử dụng làm chất phản ứng nhiên liệu cho trình, nên phương pháp phụ thuộc nhiều vào giá chúng • • • Q trình nhiệt phân khí hóa nhiệt cung cấp phương tiện sản xuất hydro hiệu (hiệu suất khoảng 35 - 50%) Trong trình lên men cung cấp lợi khác biệt việc tái tạo hydro tái chế chất thải Cả hai chế độ có ảnh hưởng trung tính đến nồng độ CO trình quang phân sinh học coi tiêu thụ CO q trình quang hợp có liên quan q trình • • • • • Trái ngược với trình quang phân sinh học phản ứng quang hóa cần ánh sáng mặt trời Nhược điểm, q trình nhiệt hóa phải chịu tạp chất nguyên liệu theo mùa Các trình sinh học cung cấp tỷ lệ suất thấp, đòi hỏi khối lượng lị phản ứng lớn Do đó, sinh khối đóng góp vào việc tạo quy mơ lớn thơng qua q trình nhiệt phân khí hóa, Trong q trình sinh học sử dụng quy mơ nhỏ để sản xuất H cục tái chế xử lý chất thải tập trung SO SÁNH KẾT QUẢ LƯU TRỮ, VẬN CHUYỂN VÀ SỬ DỤNG H2 • Vấn đề việc phát triển công nghệ cần thiết để lưu trữ, truyền tải sử dụng • Ở nhiệt độ mơi trường áp suất khí quyển, kg khí H2 chiếm thể tích 11 m3 • Việc lưu trữ H2 trở thành rào cản hạn chế việc sử dụng phổ biến rộng rãi • Lưu trữ vật lý dạng khí chất lỏng, bề mặt chất rắn cách hấp phụ hấp thụ, tương ứng • Lưu trữ hydro khí áp suất cao phương pháp phổ biến, đạt áp suất cao lên tới 77 MPa máy nén loại pít-tơng tiêu chuẩn • Hydro lỏng lưu trữ bể đơng lạnh thơng qua quy trình hai bước nén làm mát trao đổi nhiệt LƯU TRỮ, VẬN CHUYỂN VÀ SỬ DỤNG H2 • Ngay với cách nhiệt hồn hảo, tổn thất sơi hàng ngày thải H vào khí thường đánh giá 3 mức 0,4%, 0,2% 0,06% thể tích lưu trữ 50 m , 100 m 20.000 m • Lưu trữ trạng thái rắn: Trong trình hấp phụ, phân tử khí tương tác với số nguyên tử bề mặt vật rắn nơi liên kết giải phóng ngược cần thiết • Áp suất thấp chi phí vật liệu lợi chính: Ngồi ra, H phản ứng nhiệt độ cao với nhiều kim loại chuyển tiếp hợp kim chúng để tạo thành hydrua • Các đặc điểm năm phương pháp cho phép lưu trữ hydro thuận nghịch liệt kê Bảng LƯU TRỮ, VẬN CHUYỂN VÀ SỬ DỤNG H2 KẾT LUẬN • • • SMR quy trình hiệu chi phí cho sản xuất H 2, CG Các quy trình thay cần phát triển để giảm phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch Hàng hóa đối mặt với gia tăng nhu cầu hydro, lĩnh vực giao thông, hậu việc tăng dân số cạn kiệt nhiên liệu hóa thạch năm tới • Nhiệt phân hóa học khí hóa phương pháp khả thi mặt kinh tế mang lại tiềm cao để trở nên cạnh tranh quy mô lớn tương lai gần • Xu hướng gần xuất trình giảm nhiên liệu thơng qua việc tích hợp lị phản ứng màng chu trình kết hợp sử dụng nguồn lượng thay khí thải từ tuabin khí lượng mặt trời tập trung • Các vấn đề liên quan đến lưu trữ, vận chuyển sử dụng phải giải quyết, cần nghiên cứu phát triển thêm để cải thiện mật độ thể tích khối lượng • Ngồi ra, vận chuyển sử dụng nhiên liệu H đòi hỏi kiến thức tiêu chuẩn liên quan đến an XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN 55 ... bio-photolysis 37 WATER SPLITTING Nước • • Là nguồn nguyên liệu thơ vơ tận Có thể sử dụng để sản xuất Hydrogen phương pháp: – Điện phân – Nhiệt phân – Hiệu ứng quang điện - Quang phân Electrolysis –... photo conversion efficiency of only 0.06% A recent study showed a production cost of 10.36 $/kg of hydrogen produced SO SÁNH KẾT QUẢ SO SÁNH KẾT QUẢ • Đánh giá hai khía cạnh kỹ thuật kinh tế tóm