加氢母站的工作人员正在例行巡检各项运转参数。
在济南市莱芜区泰山钢铁集团的厂区外,有一座加氢站,是全国第一座钢铁行业副产氢纯化管道供氢加氢母站。它“吸”进炼焦副产煤气,“呼”出纯度高达99.999%的燃料氢,成为全省氢能运用样板项目。现在,这家民营钢企正与科研机构合作,准备用城市固废制取本钱更低的氢动力,“以氢代煤”炼钢,运送逐渐用氢能轿车,展开氢能示范运用。
我省“十强工业”行动计划提出,要推动新动力工业体系建造,加强关键技能攻关突破。按照问题导向、需求导向原则,聚焦氢能、储能等重点范畴,引导和支持优势企业单位加强关键范畴和薄弱环节技能攻关。记者以泰山钢铁集团为样本,进行了考察查询。
“与氢共舞”15年
在加氢站的西南角,管道延伸到钢厂内部。这个全流程炼钢企业每小时都会产生5万立方米的炼焦副产煤气,俗称焦炉煤气。“里边氢的含量在52%左右,还有一氧化碳、甲烷等其他成分。”加氢站站长李学震一边巡检一边介绍,这些粗细纷歧的管道和高高低低的罐体,是与加油站、加气站最大的区别,这套复杂的设备是工业废气变成清洁动力的关键一环。
事实上,这家钢企制备氢气的历史已有15年,之前是在轧钢过程中作为退火保护气来用。“退火就是降温硬化,来改进产品的组织,通常就是用氢气。”泰山钢铁集团技能研发中心副主任任来锁长时间与氢气打交道,开始,他们用液氨分化制氢,这种危化品气味冲鼻,一旦走漏损害极大。2007年,泰山钢铁进行工业升级,引进了国外的先进配备,这条新式冷轧生产线,需求纯度在99.99%以上的氢气作为退火保护气。
“咱们当时决议抛弃液氨制氢的老路,从焦炉煤气里提取氢气。”任来锁说,他们出资上马了省内第一个制氢站,将炼焦副产煤气通过变压、吸附,产出氢气,每小时产量可达1500立方米。而此前这些工业废气大多一烧了之,最多用来发电。完成资源化运用后,替代了高风险、高本钱的液氨分化制氢,也下降了碳排放。这个制氢站安稳运转至今,积累了大量氢气制备、运用、保护等相关经历和技能。
构建氢能供应“局域网”
近两年,氢作为新动力异军突起,山东在国内首先出台省级层面的氢能工业中长时间发展规划,并在2021年联合科技部实施“氢进万家”科技示范工程。“与氢共舞”十多年的泰山钢铁,深知新技能、新动力的价值。“从大趋势来说,氢能是重要方向。咱们有得天独厚的优势,努力创造氢气的运用场景,像厂内物料转运、原料和产品运送等,首先作一些实验和尝试。”泰钢集团党委书记、董事长王永胜以为,氢能的春天来了,泰钢有经历、有资源、有技能,经过多次论证,决议再一次“吃螃蟹”。在工业制氢的基础上,出资近6000万元建造加氢母站,选用“前站后厂”的模式,进一步延伸氢气工业链,进步工业废气的附加值。从源头破解氢能工业的发展瓶颈,面向周边城市构建氢能供应“局域网”。
“尽管都是氢气,但工业氢气和车用氢气彻底不是一个概念。”任来锁介绍,按照2011年的国家标准,工业氢气仅仅分为纯氢、高纯氢和超纯氢,对总烃、总硫、甲醛、甲酸、氨、总卤化物、颗粒物浓度等都没有规则。用于轧钢时,这并无大碍。但用于轿车,这些“杂质”会直接导致质子交流膜燃料电池“中毒”,成为“丧命杀手”。因而,2018年的车用氢气标准,对水分、氧、氮等15项目标进行了详细规范,2021年增加到16项。
在泰钢加氢母站的内地,成群的罐体通过粗细不等的管道连接。“这是纯化吸附塔,每个塔内的填充料都不同,滤除不同的元素。”任来锁解释,纯化原理和净水器类似,靠十几种“滤芯”把氢气里边的各种“杂质”过滤掉。
“咱们选用两级纯化,一级纯化筛掉氮、甲烷、颗粒物等成分;二级纯化进一步对燃料电池敏感的元素成分精准脱杂,保证十多项目标都符合国家标准。”任来锁表示,从气体中除掉十几种杂质,难度很大,因而选用了两级纯化的工艺“双保险”。但更难的是检测,详细的含量参数控制在国家标准以内,就比如一个人站在大型地磅上称体重。
在输氢管道上,分出一根细小的取样管,工作人员翻开阀门,氢气就流入取样容器内,然后在实验室进行检测,可以实时在线取得车用氢气的各项目标。这样一个检测实验室耗资数百万元。作为密度最小的气体,每千克氢气的体积为11.2m³,有必要紧缩才能便利储存。在进入加氢机之前两级加压,在35兆帕高压下,氢气的体积缩小到本来1/343。除了直接为轿车加氢,还可以通过长管拖车输送到周边的加氢站。
下流企业接连不断
加氢母站投产时,我国重汽等三家车企向泰山钢铁提供了10辆氢动力重卡,进行试运营,验证相关数据。以我国重汽的C7H重卡为例,6个氢瓶8分钟注满,续航可达420公里。“按照现在的政府指导价每千克35元,氢燃料本钱和柴油根本相等。”任来锁说,但氢动力轿车的购置本钱太高,大约是纯电动重卡的2倍、柴油重卡的4倍。“纯算经济账,现在还是没账算。”
这个加氢母站建成之后,工业链下流企业接连不断。“找上门的不下十家单位,包含LNG运送企业、新动力车企等。”任来锁表示,现在一天可供应车用氢气2吨,满意100多辆车的加氢需求,年产能为750吨。根据市场需求,后期可进步到2万吨。
王永胜介绍,为低本钱、规模化供氢,现在正与浙江中科运用技能研究院合作,用城市有机固废制备氢气,每年能“吃进”10万吨废物,“吐出”2亿立方米氢气,本钱降到20元/公斤左右。一起,与我国钢研集团联合成立氢能研究院,建造30万吨氢冶金项目,研究“以氢代煤”炼钢铁,在提高锻炼效率的一起,大幅下降动力消耗和碳排放。依托加氢母站,还将连续投运氢动力轿车,展开氢能重卡示范运用,探究大宗物品清洁、绿色运送的新路径。大众日报作者:赵国陆
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加氢母站的局域网和朋友圈
2022-05-07 来源:中国起重机械网 人气: 4962
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