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鄭州大學中原關鍵金屬實驗室項目總結

一、項目概述

1.  工程名稱

鄭州大學中原關鍵金屬實驗室甲醇轉化制氫項目

2.  工程地址

鄭州大學中原關鍵金屬實驗室指定地點。

3.  工程概括

根據客戶要求，綜合考量裝置的經濟性及運行效率，本項目設備采用 常壓制氫設計工藝。

4.  項目起止時間

2023 年 12 月至 2024 年 1 月

5.  項目目標

旨在通過甲醇轉化制氫技術的應用，實現高 效、低成本的氫氣生產，滿足實驗室及相關科研項目的氫氣需求。同時，項目力求在技術創新和環保效益上取得 突破，推動氫能源的可持續發展和廣泛應用。

二、執行情況

1.設計階段

1.   依據安陽氫億環保設備有限公司的企業標準 Q/AYQY 001 - 2016  《醇水轉化制取氫混合氣體裝置》，完成了制氫裝置的詳細設計， 明確了產品型號（AYQY - ZH - 200/1.0GL）及其各項技術參數，如 混合氣產量、壓力、溫度、純度等，確保設備性能滿足項目需求。

2.   參考加氫站相關團體標準 T/CIET 240 - 2023《加氫站數據采集通用技術規范》和 T/CIET 260 - 2023《加氫站運營管理規范》，設計了完善的數據采集、傳輸和監控系統，實現對整個工藝流程的實 時監測與控制，包括溫度、壓力、流量等參數的采集，以及閥門開 關狀態、設備運行狀態的監控。

3.   制定了詳細的安全設計方案，考慮到甲醇存儲和使用的安全風險，

設計了合理的存儲區域布局，配備了相應的消防器材和泄漏應急處 理設備，確保項目在安全的前提下進行。

（實地考察確定項目可行性）

2.設備采購與制造階段

1.   根據項目設計要求，本裝置分為兩個箱體，每個箱體的尺寸均為：

長 × 寬 ×高（米）=2.5 × 1.4 ×2.2（米）。

第 一個箱體為：甲醇重整制氣部分和兩個原料箱部分（甲醇中間 箱和無離子水中間箱）。

第二個箱體為：變壓吸附分離部分和自動控制部分。制氫設備每 小時產氣量可達 30 立方， 占地 2.5 米 x2.2 米。

2.   對采購的設備進行嚴格的質量檢驗和測試，確保設備性能符合設

計標準，能夠在項目現場穩定運行。同時，按照相關標準對設備進 行安裝和調試，保證設備之間的連接緊密、運行協調。

3.  明確方案選用一噸制氫設備。產品主要功能如下：

（1）原料輸送及流量調節功能

反應裝置設置有原料泵，可以根據制氫流量需求進行甲醇水溶液原料的輸送 及流量大小調節。

（2）現場制氫功能

反應裝置可以實現氫氣的即制即用，并可通過緩沖罐實現氫氣短時存儲。

（3）催化供熱功能

反應裝置以空氣、甲醇和純化分離尾氫為原料進行催化燃燒，為制氫反應過 程供熱。

（4）運行參數顯示功能

反應裝置的原料及產物的流量、壓力、溫度等參數實時顯示在控制面板上。

（5）故障報警功能

反應裝置在運行過程中，出現超溫、超壓時，及時發出故障顯示，并發出報 警提示。

（6）緊急停機功能

反應裝置發生溫度、壓力超過報警值，且一定時間范圍內未處理時，將執行 緊急停機或超壓自動排放功能，進行裝置自保護。

主要設備單元組成及價格

（一噸制氫設備）

3.現場安裝與調試階段

1.在中原實驗室指定地點進行設備安裝，確保安裝位置符合設計要求，

原料儲存罐放置在距離熱源 50  米處，并具有 AC 380V  電源、三相四線的供電 條件。

（安裝調試設備）

2.  甲醇原料罐可做地上式或地埋式，根據項目實際安裝要求本項目 做地上式。

（甲醇原料罐擺放位置）

3.  完成設備安裝后，進行了全 面的系統調試。調試過程中，對溫度、壓力數據采集系統進行校準，確保數據準確可靠；對調節閥開度進 行精確調整，使氫氣輸出的比例達到zui佳；對供料電機進行測試， 保證制氫設備能夠穩定持續產氣。通過多次調試和優化，系統實現 了穩定運行，各項參數滿足設計指標。

4.人員培訓階段

1.   項目組制定了詳細的培訓計劃，涵蓋了設備操作、維護保養、安全規

程等多個方面。首先，邀請了安陽氫億環保設備有限公司的專 業技術人員對實驗 室操作人員進行系統培訓，確保每位操作人員都能熟練掌握設備的操作要領。其 次，針對氫氣制取過程中的安全風險，特別強調了安全操作規程和應急處理措施， 通過模擬演練增強人員的安全意識和應急反應能力。通過這一系列的培訓措施， 有效提升了實驗室人員的技術水平和安全操作能力，為項目的順利運行奠定了堅 實的人才基礎。

2.   制定了詳細的操作規程和應急預案，并向操作人員進行了深入解讀，

確保在設備運行過程中，操作人員能夠嚴格按照規程操作，遇到突發情況能夠迅 速、有效地采取應對措施，保障人員安全和設備正常運行。

三、項目成果

1. 實現了醇水轉化制氫技術的實驗室驗證，成功制備出高純度氫氣，驗證了該 技術的可行性和穩定性。

2. 通過優化工藝參數，提高了氫氣產率和能源利用效率，降低了生產成本。

3. 建立了完善的氫氣質量控制體系，確保了氫氣產品的質量和安全性。

4. 形成了一套完整的醇水轉化制氫技術操作手冊，為后續的工業化應用提供了 技術支撐。

5. 建立了一套完善的數據采集、監控和控制系統，具備全局監控畫面、歷史參 數曲線查看、實時參數查看、報警事件查詢和操作等級管理等功能，提高了系統 的自動化程度和運行可靠性。

（操控界面展示）

四、項目意義

1.為鄭州大學中原實驗室提供了節能降排的解決方案，降低能源成本。

2. 推動醇水轉化制氫技術在工業領域的應用，促進清潔能源發展。

3.安陽氫億環保設備有限公司在項目中展示了技術實力和產品優勢，提升了公司 市場競爭力。

5. 提升了公眾對氫能技術的認識和理解，促進了社會對清潔能源的接納度。

六、展望未來

在未來的發展中，我們將繼續深化醇水轉化制氫技術的研發，進一步提升系 統的自動化和智能化水平，優化工藝流程，降低運行成本。同時，計劃拓展該技 術在更多工業領域的應用，推動清潔能源的普及和可持續發展。此外，加強與國 際先進科研機構的合作，引進和吸收更多創新成果，提升項目的國際競爭力。通 過不斷完善項目管理機制，提升團隊協作效率，確保項目的順利推進和高 效運行。

七、部分案例展示

中國鋁業陽極焙燒天然氣摻氫 

山東華升玻璃窯爐天然氣摻氫現場

江蘇 LNG 點供站摻氫 20KM 遠距離輸送

河北硅鐵回轉窯烘干 

山東電爐改造燃氫窯爐用于石墨燒結

河南隧道窯煤氣摻氫運用現場