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制氫方法,制氫設備、氫儲能、氫運輸哪些設備須辦理特種設備資質

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一、制氫設備系統

制氫設備系統主要包括水電解制氫系統、化石能源制氫系統和可再生能源制氫系統,其中化石能源制氫系統主要有天然氣蒸汽轉化制氫系統、甲醇轉化制氫系統和副產氫提純回收制氫系統,可再生能源制氫系統主要有風能和太陽能電解水制氫系統、太陽能熱化學制氫系統和太陽能光解水制氫系統。

1. 水電解制氫系統

可分為常壓型和壓力型,其主體設備為水電解槽。水電解槽由若干個電解池組成,每個電解池由電極、隔膜和電解質溶液等構成,由此構成各種形狀和規格的水電解制氫系統。水電解制氧系統結構由制氫裝骨的工作壓力、氫(氧)氣的用途、氣體純度及其允許雜質含量等因素確定。

其中,氧氣儲罐、氫氣儲罐的設計由固定式壓力容器設計資質許可證單位完成,生產有壓力容器制造許可證的單位完成。

2. 天然氣蒸汽轉化制氫系統

主要由轉化爐、變換反應器、換熱設備和變壓吸附提純裝置等設備組成。天然氣脫硫精制后,按一定的水碳比與水蒸氣混合,預熱后進入轉化爐。在催化劑的作用下轉化反應生產出 H2、CO、CO2等氣體,經余熱鍋爐回收熱量后進入變換器,將CO變換為CO,得到變換氣。變換氣經回收熱量的余熱鍋爐、冷卻器后降至常溫,再經變壓吸附提純裝置提純得到純度較高的氫氣。變壓吸附提純裝置的解吸氣中含有 CO、CH等可燃組分,可作為轉化爐的燃料氣。

3. 甲醇轉化制氫系統

主要由加執爐、轉化器,討熱器、汽化器、換熱器和彎壓吸 附提純裝置等設備組成。 甲醇和脫鹽水按一定比例混合,由換執器預執后送人汽化器,汽化后的甲醇、蒸汽再經導熱油過熱后進人轉化器催化變換為 H2,CO2的轉化氣。轉化氣經換熱、冷卻冷凝后進講人脫鹽水水洗塔,塔底收集未轉化的甲醇和水以循環使用,水洗塔頂的轉化氣送變壓吸附提純裝置。轉化器、過熱器和汽化器均由加熱爐加熱后的導熱油提供熱量。

其中,余熱鍋爐、反應器、緩沖罐、分離器、冷卻器、氫氣儲罐由固定式壓力容器設計資質許可證單位完成,生產有壓力容器制造許可證的單位完成。

4. 風能和太陽能電解水制氫系統

由風能和太陽能轉化的電能雖可直接用于電力供應,但存在電能難以有效儲存、利用率較低、電力供應不穩定等缺點。若將風能和太陽能轉化的部分電能用于電解水制氫獲得氫氣,可起到電能儲存及電力負荷的削峰填谷作用。風能電解水制氫系統、太陽能電解水制氫系統和風能太陽能聯合式電解水制氫系統的系統框圖分別見圖 A.4、圖 A.5和圖 A.6。

其中,氧氣儲罐、氫氣儲罐的設計由固定式壓力容器設計資質許可證單位完成,生產有壓力容器制造許可證的單位完成。

二、氫儲能系統

氫儲能系統主要包括氫氣儲存系統、液氫和氫漿儲存系統及固態氫儲存系統,其中固態氫儲存系統主要有金屬氫化物儲氫系統、絡合氫化物儲氫系統、化學氫化物儲氫系統和物理吸附儲氫系統。

三、氫輸送系統

氫輸送系統主要包括氫氣輸送系統、液氫和氫漿輸送系統。氫氣輸送系統主要有氫氣長管拖車和氫氣管道系統,液氫和氫漿輸送系統主要有槽罐車和低溫絕熱管道系統。

長管拖車的設計單位應取得移動式壓力容器設計資質許可證,生產單位獲得長管拖車的生產制造資質許可證氫氣管道設計應由GC1或GC2壓力管道設計資質許可證單位完成,安裝由取得GC1或GC2壓力管道安裝資質許可證單位完成。

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