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燒垃圾產氫氣,一舉兩得,這個工廠厲害了

在世界上的許多地方,將氫能源視為未來的清潔燃料。特別是日本和韓國,正在重建能源體系以實現零排放的“氫經濟”,交通運輸行業將主要由燃料電池汽車驅動,它們僅排放水作為最終產品。我國作為世界第一產氫大國,用於交通運輸的氫氣仍少得可憐。

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氫氣的生產有許多途徑,可以是相對綠色的途徑,如基於太陽能或風能的水電解,也可以是非常不環保的,如煤炭制氫,然而糟糕的是,最便宜的途徑也是最不環保的。如果綜合考慮由此產生的碳排放和後續碳捕獲過程,煤炭制氫並不是一個好的選擇。

近期,加州蘭開斯特市將開始建造一個“比綠色還綠色”的垃圾制氫廠,其規模是任何現有的其他綠色氫氣設施的三倍。其工藝是市場上最清潔的工藝,生產成本能夠達到市場上的最低水平。

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新工廠能夠每天生產11噸氫氣 - 每年3800噸,同時每年處理多達42000噸可回收垃圾,因此每年還可以額外節省210至320萬美元的垃圾掩埋費用。

新技術可以迅速擴充套件規模,全年24ⅹ7不間斷生產的清潔燃料。

如何做到的

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反應器

氫氣工廠的核心是等離子反應室,反應室底部是高溫等離子火炬燃燒室,溫度達到3500℃以上。等離子火炬燃燒需要富含氧氣的氣體注入,高溫會使所有的碳氫化合物燃料完全分解。

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等離子火炬

燃料從反應爐頂部加入,依靠重力下落到燃燒室燃燒。分解產生的原子上升並冷卻,它們會結合成非常高質量的生物合成氣,含有氫氣和一氧化碳,不含焦油、菸灰和重金屬。

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進料

燃料實際上就是各種有機垃圾,比如紙張、舊輪胎、紡織品、特別是塑膠。這些垃圾可以被非常有效地處理掉,而且不會產生毒副產品。生物合成氣從反應室的頂部離開,先進入冷卻室,隨後進入酸洗塔,以去除顆粒物。

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合成氣

離心壓縮機將進一步淨化氣流,留下氫氣、一氧化碳和二氧化碳的混合物。接著氣體透過水煤氣變換反應,將所有的一氧化碳轉化為二氧化碳和更多的氫氣。最終,將氫氣和二氧化碳分離,可獲得純度99。99%的氫氣。

更環保更便宜

透過第三方機構對碳迴圈的分析,此產生過程的每噸氫氣減少的二氧化碳排放量約為23到31噸二氧化碳,大概相當於直接焚燒垃圾產生的排放量。與其他綠色氫氣生產過程相比,每噸氫氣能減少13-19噸二氧化碳。

更重要的是,整套生產過程不需要外部能量輸入,每生產1千克氫氣能額外產生1。8kWh的熱量,而電解水制氫需要約62kWh能量才能產生1千克氫氣。這意味著整座工廠都不需要外部電力。

目前煤制氫氣成本約2美元/公斤,而太陽能光伏電解的成本為5。78美元/公斤。這種新工藝生產的氫氣成本非常誘人,每公斤成本可低至2美元。到達終端氫能汽車的成本大致與汽油汽車相當。

面對能源安全、環境等壓力,發展氫能已成為各國能源轉型共識,我國已將氫能寫入《政府工作報告》。發展廉價且超級綠色的氫氣生產方式,將具有非常好的市場前景。

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