一个世纪前,世界面临着一场迫在眉睫的粮食危机。弗里茨-哈伯(Fritz Haber)和卡尔-博世(Carl Bosch)开发了一种工艺,使氢气和大气中的氮气在压力下反应生成氨气,农民用氨气代替天然肥料。
今天的危机是气候变化。此时,利用电解水产生的氢气和从空气中分离出的氮气就可以生产出氨,整个过程100%无碳。氨作为零碳燃料和氢能源的载体,是实现未来绿色发展的重要支柱。
气候变化对地方、物种和人们的生活构成了根本性威胁。为了充分应对这一危机,我们必须紧急减少碳污染,并为全球变暖的后果做好准备。
绿色氨最有前途的应用之一是将其用作可持续能源载体。氨可以从空气中可用的氢元素和氮元素中生产出来,必要时还可以借助氨裂解装置将氨再次分解成其成分。这意味着氨可以从风能和太阳能资源丰富的地区运往世界各地,直接用于发电或再次裂解为氢气用于工业应用。
氨还可以直接燃烧,例如在燃气轮机或船舶发动机中燃烧。由于用途广泛,氨是一种理想的绿色能源分子。氨的能量密度比氢高,因此易于运输和储存。因此,绿色氨气是远距离运输可再生能源 "绿色氢气 "的理想液体能源载体。
此外,氨已经是一种全球贸易产品,拥有现有的运输基础设施,因此为全球绿色能源经济和减少温室气体排放提供了巨大潜力。
智能系统具有智能屏幕、远程人机界面和多摄像头监控等显著特点。通过
结合这三个组成部分,智能系统可以大大提高绿地的管理效率。
氨厂,减少现场工作量,消除绿色氨厂的数据隔离。详细的
解释如下
远程人机界面包含现场智能屏幕内容,收集了绿色合成氨厂内的安全、工艺、设备、消耗、产品等信息,打破了厂内各系统的数据隔离,实现了绿色合成氨厂安全、生产、管理、运行数据的有效整合。此外,远程人机界面还具有实时 PID 监控、运行数据分析和回放、趋势分析、数据查询、报警管理、消息推送和综合报告等功能,使绿色合成氨厂能够随时随地进行监控和操作。
单位 | 长度(米) | 宽度(米) | 高度(米) |
---|---|---|---|
氢气 准备股 | 13 | 6 | 5.5 |
氮 准备股 | 10 | 6 | 2.9 |
压缩 单位 | 10 | 5 | 1.7 |
氨气 合成单元 | 12 | 2.5 | 2.8 |
制冷 单位 | 6 | 2.5 | 2.5 |
GA-2000(2,000 吨/年)的主要参数 | |||||
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单位 | 氢气 准备股 | 氮 准备股 | 压缩 单位 | 氨气 合成单元 | 制冷 单位 |
冷却水(T/h) | 80 | 10 | 5 | 6 | 20 |
耗电量(千瓦时/小时) | 2,500 | 60 | 55 | 37.5 | 85 |
建筑面积(平方米) | 78 | 60 | 50 | 30 | 15 |
*布局容积比:0.75|制氢装置的脱盐水消耗量:0.5 吨/小时
*所有数据仅供理论参考,具体数据需根据实际工程背景计算得出。
单位 | 长度(米) | 宽度(米) | 高度(米) |
---|---|---|---|
氢气 准备股 | 60 | 28 | 10 |
氮 准备股 | 15 | 7 | 4 |
压缩 单位 | 14 | 10 | 2.5 |
氨气 合成单元 | 12 | 7 | 4.5 |
制冷 单位 | 10 | 3.5 | 3 |
GA-2000(2,000 吨/年)的主要参数 | |||||
---|---|---|---|---|---|
单位 | 氢气 准备股 | 氮 准备股 | 压缩 单位 | 氨气 合成单元 | 制冷 单位 |
冷却水(T/h) | 800 | 100 | 50 | 60 | 200 |
耗电量(千瓦时/小时) | 25,000 | 600 | 550 | 132 | 650 |
建筑面积(平方米) | 1,680 | 105 | 140 | 84 | 35 |
*布局容积比:0.75|制氢装置的脱盐水消耗量:5T/h
*所有数据仅供理论参考,具体数据需根据实际工程背景计算得出。
*表中所有数据均参考了 KAPSOM 的理论数据和实际项目经验,仅供参考。
绿色氨是使用绿色氢气和 100% 或接近 100% 的可再生能源生产的氨,温室气体排放量接近零(12 个月平均每千克 NH3 的 CO2e 小于或等于 0.3 千克)。这意味着生产过程中的每一步,包括从空气中分离氮气、生产氢气以及在具有百年历史的哈伯-博世工艺中合成这两种元素,都必须以可再生能源为动力。
绿色氨气可用作储存和运输可再生能源的介质。它对太阳能和风能这种间歇性能源尤其有用。
绿色氨气作为船舶燃料尤其具有前景。海运业的排放量占全球排放量的很大一部分,该行业正在探索用氨来替代重油。以氨为动力的船舶可以零排放运行,这使其成为减少航运对环境影响的一个极具吸引力的选择。
氨是化肥的关键成分。绿色氨水为农业提供了一种更具可持续性的选择,减少了粮食生产的碳足迹。
绿色氨气可用于运输另一种清洁燃料氢气。氨比氢更容易液化,储存和运输所需的极端条件也更少。
作为一种基本化学品,氨被用于生产各种产品。绿色氨水为这些工艺提供了一种可持续的替代品。
氨可用于燃料电池发电。这些燃料电池可以为电动汽车提供动力,为电池驱动的电动汽车提供了一种清洁的替代方案,特别是在重型和长途运输中,因为电池重量和充电时间都是限制因素。
2021 年,KAPSOM 帮助印度一家太阳能公司建成了世界上第一套绿色合成氨装置,使其减少二氧化碳排放 6240 吨/年。通过该项目的成功运行,该装置不仅成为典型的电转化示范装置,也为客户二期大型绿色合成氨项目奠定了基础。
2022 年,KAPSOM 协助沙特阿拉伯一家可再生能源公司实施了绿色合成氨装置项目。为了方便设备运输、简化现场施工、缩短调试和开车时间,该项目首次采用 40GP 集装箱尺寸作为合成氨装置的设计基础,实现了高度集成。
2022 年,KAPSOM 与哥伦比亚一家风险投资公司合作,在当地探索绿色合成氨领域。该项目的总体设计以容器为基础,进一步提高了各主体装置的设备集成度。同时,该项目还引入了智能控制系统,实现自动控制。每年可为客户节约碳排放 8320 吨。
2023 年 6 月,KAPSOM 与 DGHV 合作,帮助其建设非洲首个全动态碳中和绿色合成氨项目。项目总规模为 1.5 GW。项目的第一阶段得到了德国联邦研究与教育部和当地政府的资助。主要目的是生产绿色氢气、绿色氨气及其衍生物。该项目为绿色氨在接下来的三期和四期项目中的商业应用奠定了基础。