藍氫範式轉變：重整和捕獲並儲存（CCS）的綜合優化(下)

微調技術
    安德森說：“幾年前，我參與撰寫了英格蘭北部的H21報告。”我們（men）分析了蒸汽（qì）甲烷重整（zhěng）裝置(SMR)和自（zì）熱重整裝置(ATR)技術的成（chéng）本、性能和能效。但這隻（zhī）是一項概念（niàn）性研究，也是我們目前正在進行的有關項目的先驅。“

    他（tā）說：“H21考慮了9列貨運量龐大（dà）的自熱重整裝置(ATR)列車。當前項目中將要生產的氫氣的等值額定熱值為600兆瓦，被稱為“H2H Saltend”。H2H Saltend是零碳亨伯願景的關鍵組（zǔ）成部分（fèn）。

    安德森（sēn）繼續說：“我們正（zhèng）在進行競爭（zhēng）， 為藍（lán）氫計劃選擇技術供應商和項目執（zhí）行合作夥伴。他們的想法將建立在我們的願景之上， 並將決定構建的細節（jiē）。我們希望在（zài）未來幾十年（nián）裏，作（zuò）為英國能源基礎設施的一部分，一個安（ān）全、低碳、低風險的過程能夠可靠而高效地運（yùn）行。我（wǒ）們對探索實現這些目標的最有效途徑（jìng）持開放態度。“

    藍（lán）氫生產技術的微調在一定程度上（shàng）將來自對任何方案（àn）所需能（néng）源和化學（xué）原料的詳（xiáng）細了解。蒸汽甲烷重（chóng）整（zhěng）裝置(SMR)和自熱重整裝置(ATR)都可以（yǐ）與下遊變換反應器相（xiàng）結合，以優化氫氣（qì）或合成氣的生產。安德森說：“H2H Saltend項目專注於為工業、電力（lì）和氨（ān）氣生產氫（qīng）氣。”使用自熱重整裝（zhuāng）置(ATR)的主要優勢將（jiāng）可以實（shí）現的規模，具有（yǒu）高碳捕獲率（lǜ）和高能效。“

    蒸汽甲烷重整裝置(SMR)和自熱重整裝置(ATR)的一個根本區別在於，反應的熱量是在自熱重整裝置(ATR)內產生的，而蒸汽甲烷重整裝置(SMR)需（xū）要從天然（rán）氣燃燒（shāo）中獲得外部加熱。這意味著自熱重整裝置(ATR)隻有一個高（gāo）壓煙氣（qì）流用於碳（tàn）捕獲處理，而蒸汽甲烷重整裝置(SMR)有需要碳（tàn）捕獲的高壓（yā）和低壓煙氣流。通過高壓操作可以降（jiàng）低碳捕獲設備的體積和成（chéng）本（běn），這使得自熱重整裝置(ATR)與藍氫生產高度兼容。

完美的壓力
    操作壓力，因此產品氣體（tǐ）輸送壓（yā）力（lì），是蒸汽甲烷重整裝置(SMR)和自熱重整裝置(ATR)的另一個區別。自熱重整裝置（zhì）(ATR)可以在更高的壓力下運行。如果必須將氫氣注入高壓51吃瓜网管（guǎn）道（dào），以便輸送到英國約克（kè）郡乃至更遠的（de）城市（shì），這是一個好處。

    在整個碳捕捕獲並儲存（cún）（CCS)計（jì）劃的某個時刻，二氧化碳必須加壓到200帕左右（yòu）才能注入（rù）地下。碳捕（bǔ）獲（huò）過程在接近（jìn）大氣壓（yā）的情況下產生二氧化碳。亨（hēng）伯工業集群設想的碳捕獲管道網絡（luò）的（de）運（yùn）行壓力（lì）尚未確定，目前正在（zài）考慮各種選擇（zé）。

    可以想象，從與亨伯河口幾個工（gōng）業和化工樞紐相關的碳捕獲（huò）計劃中，二氧化碳可能在20到80帕之間被收集（jí）到支線管道網絡（luò）中。然後（hòu）可能會有一個單獨的壓縮站，將壓力提高到200帕，以（yǐ）便向海上（shàng）傳輸。最佳網絡將取決於捕獲的二氧（yǎng）化碳來源的（de）混合和位（wèi）置以及碳捕捕獲並儲存管道登陸（lù）的精確位置。

     安德森證實，“高壓管道對於長距離傳輸是必不可少的，這（zhè）樣才能保證氣體（tǐ）流動時的壓力下降。”它們也更窄，所以需（xū）要的鋼材更少。但由於處於高壓狀態，管（guǎn）道需要更堅固的管壁，這意味著更多的金屬或更昂貴的（de）合金。為二氧化碳管網的每一段確定完（wán）美的運行壓力（lì）是一項複雜的任務，不能脫離其他工藝參數來做出決定。”

集成空分設備…...
    蒸汽甲烷重整裝置(SMR)不（bú）需要純氧。另一方麵，自（zì）熱重整裝置(ATR)做到了。這意味著如果（guǒ）使用自熱重整裝置(ATR)技術，必須建立（lì）空分設備(ASU)。
    要實現600兆瓦的氫氣（qì）生產，空分設備每天需要（yào）生產1200至1300噸氧氣。這將使它成為英國最大的設備之一。

    在重整裝置的下遊，一些藍氫計劃還將整合一（yī）個藍氨廠。這將需要氮（dàn）氣作為化學原料與氫氣反應生成氨氣。氮氣將在空分設備（bèi）中與氧氣一起生產。自熱重整裝（zhuāng）置（zhì）(ATR)、空分和合成氨氣工藝（yì）是高（gāo）度集成和相（xiàng）互依賴的。

    氫氣、合成氣（qì）和氨（ān）氣生產方案（àn）的綜合流程優化， 結合相關的空分和（hé）碳捕（bǔ）捕獲並儲存將是一個非常複雜的（de）流（liú）程。優化藍氫生產需要一種（zhǒng）範式轉變，將（jiāng）重點放在協同效應上，超越補充性（xìng）解決方案。但結果將是能源效率和具有競爭力的經濟。整體流程集成的結（jié）果將遠遠大於各部分的總和。