Энергетика, природные ресурсы, инженерные системы

Информационный портал ТЕПЛОКАРТА
  • Главная
    • Главная

      • Твердотопливные котлы и печи, камины
      • Системы отопления и охлаждения
      • Альтернативная энергия
      • Водоснабжение и водоотведение
      • Вентиляция и кондиционирование
      • Оборудование и материалы
      • Энергоэффективность и энергосбережение
      • Природные ресурсы, экология и строительство
      • Ядерная энергетика
      • Новости, обзоры, события
      • Исследования
  • Указатель терминов
  • Облако тегов
  • О портале
    • О портале

      • Контакты
      • Разместить статью
Фото с сайта: www.fepco.org
Фото с сайта: www.fepco.org

Технология производства водорода из угля в Китае

Природные ресурсы, экология и строительство

Опубликовано: 28.07.2019

Обновлено: 22.09.2019

 3267

Подходы к технической реализации промышленного применения сорбционно-усиленной водогазовой технологии находятся в центре внимания как в Китае, так и в других странах

Водород содержит самое большое количество запасенной энергии, по сравнению с другими видами топлива аналогичного веса. Он считается вторичным источником, называемым энергоносителем.

Водород можно добывать из различных природных ресурсов. Исходя из условий их наличия, например, в Китае производство водорода на основе угля может быть наиболее предпочтительным. Это не только эффективный способ развития «чистой» энергии, но и возможность развития технологий для более экологичного использования угля.

Водород хорошо известен во всем мире, как источник чистой энергии. Развитие водородной энергетики считается важным направлением во всех странах с начала 21 века. Сейчас использование водорода в большей степени рассматривается в качестве топлива. Например, водородные топливные элементы могут использоваться для выработки электроэнергии без выброса углерода.

В Китае доказанные запасы ископаемых ресурсов имеют значительный дисбаланс: он богат углем, но беден нефтью и газом. Таким образом, энергетика на основе угля будет сохраняться в Китае в течение обозримого будущего, до 2050 года или даже дольше. В качестве надежного ресурса для извлечения водорода на промышленном уровне следует рассматривать технологическую схему с использованием именно угля.

Типичная цепочка производства водорода на основе угля включает в себя три элемента:

- производство непосредственно водорода;

- хранение водорода;

- транспортировка водорода потребителям.

Процесс производства водорода из угля основан на его газификации. Сначала собирают газ, содержащий CO и H₂, затем из него удаляют окислы и адсорбируют с целью получения водорода определенной чистоты.

На современном этапе производство водорода из угля в Китае доминирует, оно относительно менее затратно. Но процесс сопровождается большими выбросами сопутствующего CO₂. Кроме этого, большинство предприятий эксплуатируются локально, что объясняется тем, что экономически эффективный метод крупномасштабного хранения и транспортировки водорода остается нерешенной проблемой.

В последние годы технология сорбционно-усиленного водогазового сдвига и химическая технология хранения водорода с использованием жидких ароматических соединений привлекают большое внимание благодаря своим уникальным техническим преимуществам. Ожидается, что эти две технологии станут ключевыми в развитии водородной энергетики на угольной основе в будущем.

Технологии сорбции воды и газа

Водо-газообменная технология

Это процесс химической реакции, который превращает монооксид углерода (CO) и водяной пар (H2O) в диоксид углерода (CO2) и водород (H2) с помощью катализатора:

CO + H₂O ⇌ CO₂ + H₂

Поскольку этот процесс сопровождается сильной экзотермической реакцией, в крупномасштабной газификации угля обычно используется многостадийный адиабатический реактор с многоступенчатыми теплообменниками. Процесс считается сложным и дорогим. В последние годы исследователи в Китае разработали реакторы с изотермическим сдвигом, которые могут физически отводить тепло в режиме реального времени, поддерживая при этом необходимую температуру для катализатора, что упрощает процесс.

Сорбционно-усиленная водогазовая технология

По мере образования водорода концентрация CO₂ в реакторе также будет постепенно увеличиваться. Это может снизить чистоту водорода и увеличить в дальнейшем потребление энергии. В том случае, когда продукты реакции могут быть удалены из процесса немедленно, его можно будет направить в сторону увеличения производства водорода.

Недавно некоторые исследователи предложили новую каталитическую частицу, которая поможет достичь этой цели. Метод заключается в том, что вместо простого в реакцию вводят частицу композитного катализатора, интегрированную с твердым компонентом, адсорбирующим CO₂. С помощью этой новой частицы CO₂ мгновенно адсорбируется, что усиливает реакцию.

Эта технология может объединить процесс высокотемпературного сдвига и процесс адсорбции CO₂ в одном реакторе. Композитная каталитическая частица участвует в процессе смещения реакции и обезуглероживания при относительно более высокой температуре одновременно, что влияет на потенциальное упрощение генерации водорода из угля и может дополнительно снизить потребление энергии. Поскольку CО₂ может быть удален непосредственно во время реакции, выход водорода может быть значительно увеличен, а стоимость оборудования уменьшена из-за упрощения процесса.

Подходы к технической реализации промышленного применения сорбционно-усиленной водогазовой технологии находятся в центре внимания как в Китае, так и в других странах.

 

Источник: Чжэнь Лю, Е Ли, Исследование критических технологий и путей развития водородной энергетики на основе угля, Чистая энергия , zkz013, https://doi.org/10.1093/ce/zkz013

 

0.00%
0 0
 Теги:

Публикации на похожую тему:

Изучение биотоплива в лаборатории

Нераскрытая возможность России: производить биотопливо из рапса

Обновлено: 20.09.2021
 825
Фото с сайта: www.oecd.org. Зеленый рост и устойчивое развитие

Может ли «зеленый рост» сдержать изменение климата?

Обновлено: 20.05.2021
 934
Фото: Солнечная ферма Amazon. www.chathamstartribune.com

Ставка только на возобновляемую энергию не поможет

Обновлено: 18.02.2021
 1019

Комментарии ()

    Написать комментарий

    Flames

    Недавние публикации

    Тепло выделяется из оксида марганца, когда молекулы воды поглощаются слоистой структурой. Ⓒ Norihiko L. Okamoto

    Вода усиливает способность материала поглощать и отдавать тепло

    Обновлено: 21.04.2022  182
    Струи пламени нагревают теплообменник в печи с принудительной подачей разогретого воздуха в систему отопления. Service Champions

    Отопительные печи с принудительной подачей воздуха в помещение

    Обновлено: 07.05.2022  144
    Теплый и холодный тепловые потоки направлены на человека. VELUX

    Тепловой комфорт в зданиях: что из себя представляет и как достичь

    Обновлено: 26.03.2022  164

    Популярные категории

    • Ядерная энергетика6
    • Оборудование и материалы87
    • Природные ресурсы, экология и строительство90
    • Водоснабжение и водоотведение23
    • Системы отопления и охлаждения55

    Разместить статью

    Портал TEPLOKARTA.RU доступен в Google Play

    Ссылки:

    • Контакты
    • Разместить статью
    • Конфиденциальность
    VK Telegram

    © 2022 Россия. Копировать без ссылки запрещено.  TEPLOKARTA.RU

    Отправить сообщение об ошибке?

    Ошибка:
    Выделите опечатку и нажмите Ctrl + Enter, чтобы отправить сообщение об ошибке.