氢储存运输及加注技术教学课件：4.4甲醇储氢

甲醇储氢甲醇无色、具有与乙醇相似气味的挥发性可燃液体分子式CH3OH分子量32常压下沸点为64.7℃自燃点473℃与水、乙醇、乙醚等无限溶解水蒸气易于吸收→在一定范围内可形成爆炸性化合物，爆炸范围6～36.5%甲醇储氢原理蒸汽空气甲醇二氧化碳部分其他杂质混合甲醇是包含C-H、C-O、O-H键的最简单的醇类化合物。一种液相化学储氢物质具有较高的能量密度（21.6MJ/kg）储氢质量密度（12.5wt%）体积密度（99g/L）1kg甲醇实现氢能的“即制即用”甲醇储氢原理甲醇循环经济链示意图[52]水187.5g氢气质子交换膜燃料电池无需分离与纯化过程粗氢直接进入高温电堆，由化学能直接转化电能优势一新建甲醇加注站成本约100-300万元/座不需要另行建设加氢站，而是可以依托于现有加油站进行简单的改造和升级，将其变为兼具加注汽柴油和甲醇/水溶液的联合加注站。优势二成本低，大概50-80万元/座甲醇储氢技术甲醇加注站的可行性和可推广性更强高安全技术门槛甲醇作为储氢载体高投入成本的加氢站在远距离（>200km）输送经济性方面较直接使用氢气具有较强的竞争力“高压气态氢输送-高压氢直接加注”成本约为60-80元/kg甲醇-蒸汽制氢转化装置制备后续流程中的H2提纯各项设备折旧人员费用和利润加氢站终端H2的售价预计约为40-60元/kg甲醇-蒸汽制氢转化装置制备后续流程中的H2提纯各项设备折旧人员费用和利润加氢站终端H2的售价预计约为40-60元/kg，与高压气态储氢相比成本更低。甲醇合成工艺影响甲醇合成技术的主要因素合成反应器催化剂工艺流程选择合成压力的不同高压法19.6～29.4MPa英国Davy工艺技术有限公司约占世界甲醇总产量的80%以上甲醇合成工艺中压法9.8～19.6MPa低压法4.9～9.8MPa丹麦托普索公司德国化学公司是目前世界上大型煤制甲醇合成技术的主要供应商之一。戴维公司提供的日产5000吨、年产167万吨甲醇合成技术于2005年在特立尼达岛成功投入运营甲醇合成技术甲醇合成工艺为低压合成技术戴维中压甲醇合成工艺流程图“串并联”模式反应的原料为来自天然气转化的转化气（CO2+H2）或煤气化的合成气（CO+H2）甲醇裂解工艺甲醇重整反应类型反应式优点缺点直接裂解高温反应迅速需外部供热，产物CO含量高与水蒸气重整产氢量高，温度低需完整热管理系统供热部分氧化裂解条件温和，反应迅速产物含氢量低自热重整制氢易于启动，结合吸/放氢反应简化热管理产氢量低，商业经验有限，需细化系统控制甲醇直接裂解（简称是DE）甲醇部分氧化裂解（简称是POX）甲醇与水蒸气重整（简称是MSR）甲醇自热重整制氢（简称是ATR）中氢新能开发的中国首台静默移动发电站甲醇储氢技术应用和工艺现状在氢制、储、运、加等环节成本居高不下，基础设施建设滞后的背景下，甲醇经济或将推进氢能产业链降本增效，疏通产业“堵点”。2012年起中氢新能就开始甲醇重整制氢燃料电池的技术研发和市场研究“中国首台甲醇重整制氢燃料电池物流车”2018年“中国首台静默移动发电站MFC30”工信部303年产量预计750兆瓦相当于50000组燃料电池产量2019年9月设计和研发生产的甲醇重整燃料电池系统有害排放为零矿井→车轮二氧化碳为零增排，专注于汽车和移动领域的应用甲醇重整燃料电池系统可以为全球空气污染及气候变化问题提供有效解决方案甲醇重整燃料电池燃料转换的甲醇重整器锂电池混合配置系统直流电到直流电的功率转换用于发电的燃料电池电堆燃料电池控制单元控制燃料电池系统并与车辆系统交互大连化物所李灿院士实现了将太阳能转化为甲醇液体燃料工业化生产的第一步大连化物所研发的全球首套千吨级规模太阳燃料合成示范项目为2台1000标方/小时电解水制氢设备提供电力太阳能光伏发电电解水制绿氢CO2氢化合成甲醇华陆工程科技有限责任公司主持总功率为10MW光伏发电站研发了具有我国自主知识产权的新型电解水制氢催化剂，可制造规模化（1000标方/小时）碱性电解水制氢设备固溶体双金属氧化物催化剂（ZnO-ZrO2）单位制氢能耗降低至4.0-4.