天然气蒸汽重整制氢WTT阶段能量消耗及排放分析

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1、学兔兔www.xuetutu.com第49卷第8期机械工程学报v01．49NO．82013年4月J0URNAL0FMECHANICALENGINEEf之j[NGApr．2013DoI：1O．3901／JME．2013．08．158天然气蒸汽重整制氢WTT阶段能量消耗及排放分析冰高有山，2权龙王爱红2杨敬(1．太原理工大学新型传感器与智能控制教育部重点实验室太原030024：2．太原科技大学机械工程学院太原030024)摘要：燃料生命周期可划分为燃料生产阶段(Well。to．tank，WTT)和车辆使用阶段(Tank．to．wheel

2、，TTw)。为分析天然气制氢在蒸气重整、压缩、液化、运输阶段的能量消耗和排放情况，根据氢的不同状态(气态或液态)及运输方式(管道、公路、铁路运输)，将天然气(Naturegas，NG)蒸气重整制氢在wTT阶段划分为12种燃料路线。采用能量守恒和转化原理及工艺燃料使用装置的能量消耗和排放因子，研究天然气制氢的原料及工艺燃料消耗所产生的一次能源能量消耗和气体排放。分析表明，不考虑输氢管道铺设，天然气制氢在wTT阶段的一次能源能量消耗由低到高依次分别为I．31878MJ·MJ-、I．32693MJ·M厂、1．55795MJ·MJ-、1．5

3、5744MJ·MY-、1，74618MJ·MY-，对应燃料路线为6、1、3、5、12。温室气体排放由少到多依次为156．18g-MJ-、162．11g．MJ-、163．37g．MJ、168．53g．MY-、176．01g．MF，对应的燃料路线为6、12、3、5、2。随着氢能消耗量的增加，采用燃料路线6(NG管路运输一工厂NG蒸汽重整集中制H2．H2管路运输．气站压缩．销售)，可以减少能量消耗和排放的产生。关键词：能量消耗排放蒸汽重整天然气制氢中图分类号：U116Well-to-teelAnalysis0fEnergyConsumpt

4、ionandEmissionsforHydrogenProducedwithNaturalGasbySteamRef0rmingGAOYoushanQUANLongWANGAihongzYANGJing(1．KeyLaboratoryofAdvancedTransducersandIntelligentControlSystem，TaiyuanUniversityofScienceandTechnology,Taiyuan030024；2．CollegeofMechanicalEngineering，TaiyuanUniversit

5、yofScienceandTechnology,Taiyuan030024)Abstract：Fuellifecyclecanbedividedintoproductionphase(Well·to—tank，wTT)andvehicleoperation(Tank—to‘wheel，TrI’w)phase．Incorrodingtoanalysisofenergyconsumptionandemissionsforhydrogenproductionbysteamreformingwithnaturalgasduringstage

6、ofsteamreforming，compression，liquefactionandtransportation，hydrogenproductionbysteamreformingwithnaturalgasisdividedinto12kindsofhydrogenproductionmodeaccordingtodifferentstatesofhydrogen(gaseousorliquid)andmethodsoftransportation(pipelines，roads，railtransport)．Usingen

7、ergyconservationorconversionprincipleandtheenergyconsumptionandemissionfactorsfordeviceofprocessfuel，primaryenergyconsumptionandemissionsareresearchedforconsumptionofrawmaterialsandprocessesfuelwhilehydrogenproducedwithnaturalgas．Withoutconsideringlayingoftransportatio

8、npipelineofhydrogen．analysesshowsthatprimaryenergyconsumptionofhydrogenproductionwithnaturalgasare1-31878MJ·MF、1．3269