【適用環(huán)境要求】

• 適用行業(yè)領(lǐng)域

本技術(shù)適用于各種氣體的分離凈化，特別是燃料電池用氫氣的深度凈化，一般安裝于化工園區(qū)內(nèi)。

• 應(yīng)用環(huán)境要求

無。

【技術(shù)產(chǎn)品簡介】

• 基本運(yùn)行原理

MDP模塊化定向除雜技術(shù)是根據(jù)雜質(zhì)的組成種類進(jìn)行定向分析，優(yōu)化選擇脫除材料和方法及雜質(zhì)的脫除順序。氫氣中的雜質(zhì)分為三大類：有機(jī)易吸附類（甲醛、甲酸、烴類等）、無機(jī)易吸附類（NH3、H2S、SO2、鹵代物等）、弱吸附類（O2、N2、CO、Ar等），MDP技術(shù)好比一個(gè)醫(yī)生，首先對原料氫氣進(jìn)行診斷，判斷出其中含有的雜質(zhì)種類及濃度，然后根據(jù)診斷結(jié)果選擇對應(yīng)的脫除方案。對于弱吸附類的每種雜質(zhì)都使用專用吸附劑對應(yīng)脫除，弱吸附類雜質(zhì)脫除后的氫氣中，O2含量小于1ppm，CO含量小于0.1ppm、N2含量小于10ppm，對于易吸附類雜質(zhì)，則是根據(jù)雜質(zhì)種類或者酸堿性選擇特定的吸附劑或者催化劑，達(dá)到優(yōu)化脫除。

• 工藝流程圖表           

• 核心優(yōu)勢亮點(diǎn)

采用“模塊化定向除雜”技術(shù)（MDP Modular Directional Purification）的MDP氫氣除雜裝置分為“MDP-凈化”、“MDP-除氧”、“MDP-脫硫”、“MDP-變壓提氫”、“MDP-變溫除雜”等多個(gè)模塊，針對不同工業(yè)氫氣的組分和含量，采用不同的模塊組合處理，具有“兩低一高”的特點(diǎn)：純化后的氫氣有害雜質(zhì)含量低、純化成本低、氫氣收率高。

• 相關(guān)參數(shù)描述

處理能力：50-10000Nm3/h

產(chǎn)品氫氣品質(zhì)：達(dá)到GB/T 37244-2018《質(zhì)子交換膜燃料電池汽車用燃料 氫氣》和GB∕T 3634.2-2011《氫氣　第2部分：純氫、高純氫和超純氫》

主要脫除雜質(zhì)：CH4、H2O、CO2、O2、N2、CO、Ar、NH3、H2S、硫化物、鹵化物等

【經(jīng)濟(jì)效益分析】

• 投資回收周期

以典型的1000Nm3/h的氫氣提純凈化裝置為例，每一標(biāo)方99.99%純度的原料氣售價(jià)約1.5元，經(jīng)MDP模塊化定向除雜技術(shù)提純凈化后獲得的燃料電池用氫售價(jià)達(dá)到了2.4元一標(biāo)方，按每年8000小時(shí)運(yùn)行時(shí)間計(jì)算，年增加產(chǎn)值約720萬元，年增加毛利約500萬元，該裝置包含配套設(shè)備的總體投資約400萬元，設(shè)備滿負(fù)荷投運(yùn)后，用戶僅需約10個(gè)月就可收回全部投資。

• 應(yīng)用效益情況

MDP模塊化定向除雜技術(shù)可經(jīng)濟(jì)的將含有各種雜質(zhì)的氫氣深度提純凈化到燃料電池用氫的要求，對于生產(chǎn)氫氣的企業(yè)來講，可擴(kuò)展原有的氫氣應(yīng)用和銷售場景，較大程度的提升氫氣的產(chǎn)品附加值，獲得高收益；對于當(dāng)?shù)氐臍淠墚a(chǎn)業(yè)來講，可通過工業(yè)副產(chǎn)氫的提純凈化獲得品質(zhì)可靠、綠色低碳、經(jīng)濟(jì)性好的燃料電池用氫，降低氫能產(chǎn)業(yè)，特別是燃料電池汽車的運(yùn)行成本和維護(hù)成本，推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)在當(dāng)?shù)氐目焖侔l(fā)展；替代原有的燃油車還能實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、降低污染的社會(huì)效益。

【潛力前景分析】

• 市場應(yīng)用潛力

根據(jù)中國氫能聯(lián)盟的預(yù)計(jì)，到 2030 年，中國氫氣需求量將達(dá)到 3500 萬噸，在終端能源體系中占比 5%，用于交通領(lǐng)域約500萬噸。到 2050 年氫能將在中國終端能源體系中占比至少達(dá)到10%，氫氣需求量接近 6000 萬噸，可減排約 7 億噸二氧化碳，產(chǎn)業(yè)鏈年產(chǎn)值約 12萬億元，其中交通領(lǐng)域用氫2458萬噸（樂觀4178萬噸）；MDP的銷售數(shù)量與氫能車數(shù)量正相關(guān)，到2030年約需新建3000套此類裝置，到2050年約需新建10000套此類裝置。

• 推廣應(yīng)用現(xiàn)狀

MDP模塊化定向除雜技術(shù)已經(jīng)在山東淄博、河南濮陽、福建三明等地得到了應(yīng)用，除了在燃料電池汽車用氫氣領(lǐng)域外，該技術(shù)還可以匹配固定式氫氣發(fā)電裝置，開拓分布式發(fā)電領(lǐng)域的應(yīng)用。

【典型案例介紹】

以山東淄博的應(yīng)用為例，已經(jīng)完成兩期設(shè)備的投運(yùn)，利用齊魯石化工業(yè)園內(nèi)的工業(yè)副產(chǎn)氫經(jīng)MDP模塊化定向除雜技術(shù)提純凈化后，為淄博市四個(gè)加氫站和200輛燃料電池公交車提供氫氣供應(yīng)，運(yùn)行一年多以來，設(shè)備穩(wěn)定可靠，得到了用戶的充分認(rèn)可，三期項(xiàng)目即將開建；生產(chǎn)的氫氣品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)性保證了淄博市燃料電池公交車的長期穩(wěn)定運(yùn)行，也助力氫能產(chǎn)業(yè)在淄博的蓬勃發(fā)展，使淄博成為已經(jīng)批復(fù)的全國五個(gè)氫能示范城市群全部參與的唯一城市。

【信息提供單位】

• 單位名稱

北京佳安氫源科技股份有限公司

• 單位名稱

北京佳安氫源科技股份有限公司是集研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)與運(yùn)營于一體的高新技術(shù)企業(yè)，由北京北大先鋒科技股份有限公司、華控技術(shù)轉(zhuǎn)移有限公司、清華能動(dòng)系教授和北大先鋒員工等共同出資成立，佳安氫源是中國兩大名校史上第一次聯(lián)手打造的高科技企業(yè)。

佳安氫源面向氫能源領(lǐng)域核心環(huán)節(jié)，開發(fā)了MDP工業(yè)氫氣純化，MDP燃料氫氣定向除雜、HOGE尾氫催化器等產(chǎn)品，致力于成為氫氣品質(zhì)與安全的守護(hù)者。

附件：MDP模塊化定向除雜技術(shù).pdf