全金属中空纤维膜反应器制氢系统查看源代码讨论查看历史

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全金属中空纤维膜反应器制氢系统本项目面向国家氢能战略发展需求，开发生产高纯氢分离制备的高效膜分离及催化膜反应器装置。该产品既可用作直接高温分离纯氢的膜分离器，又可用作在线制取纯氢的膜反应器，在工业副产氢提纯回收、加氢母站建设及车载燃料电池制氢等领域有广泛的应用前景。

技术原理/技术要点

其主要技术原理是利用金属镍非对称中空纤维膜同时具有良好的催化制氢性能和优异的选择性氢分离性能的特点，组装成中空纤维催化膜反应器。通过相转化烧结技术一步制得的金属镍基中空纤维膜，具有氢通量大、装填密度高、器件体积小、热及化学稳定性好、成本低等优点，分离的氢产品纯度>99.999%。可以直接提纯高温工业副产氢，同时因为膜本身的催化性能，可使用常见的液态制氢原料如液氨、甲醇、乙醇、汽油或柴油等和水按一定配比进入g该催化膜反应器中发生重整反应生成H2和CO2，而H2可同步地通过金属镍膜从反应产物中被分离出来，得到纯H2直接供给燃料电池等用氢设备。其技术特点是：1）利用了膜反应器同时进行制氢反应和氢气分离纯化，既提高反应转化率和(氢)产率，又简化了制氢系统；2）采用中空纤维膜显著提高装填密度，有利于减小设备尺寸、提高系统单位体积/重量的产氢速度；3）直接以液体燃料为制氢原料，避免了氢气储存、运输及使用过程中加氢困难的问题；4）非对称中空纤维催化膜传质和传热阻力小，系统启动速度快；5）金属镍中空纤维膜制备不需要复杂的工艺和设备，价格低廉，因而制氢成本低。

应用情况及效果

主要应用对象分为两个部分：1）工业副产氢的提纯；2）作为加氢母站的在线制氢系统；目前装置已完成实验室小试，建立了高性能中空纤维膜的制备方法，所制备膜的氢透量达到（0.28-1.35）×10-4 mol m-2 s-1 Pa-0.5，H2纯度达到99.99%。现与和上海一家公司合作，进入中试样机的制备测试阶段，产氢速率约100L/h，H2的纯度99.99%。同时，参与了嘉兴港区的氢能产业园引进计划，嘉兴港区正全力打造嘉兴市发展氢能产业先行示范区。其工业副产氢气将累计超9万吨/年，港区拥有嘉华能源、浙能集团、美锦国鸿氢能等多家著名氢能企业，已初步构筑了完整的氢能产业链。目前已与当地政府商议产业落地转化事宜。

目前国内工业副产氢产量巨大（千万吨/年），而以氢能源为基础的氢燃料汽车及氢燃料动力系统正在迅速发展，而国家对氢能源的发展的支持力度也是有目共睹，形成一个巨大的氢能市场。目前全国加氢站150余座，数千辆氢燃料电池汽车（日耗氢量15公斤/辆*300km）或卡车（日耗氢量44公斤/辆*400km）正在运行，正在每年以30%的速率激增。根据中国工程院院士干勇在中国电动汽车百人会论坛发表主题演讲所述，2050年我们将会迎接氢能时代的到来，形成10万亿元的产业规模，加上国家政策导向的支持，其市场前景非常明朗。