当清晨的缕阳光穿透薄雾,一辆氢燃料电池公交车悄然驶出站台,尾气管排出的只有纯净的水汽。这背后,一场关于氢能的静默革命正在全球范围内加速推进。而在这场革命的核心地带,甲烷重整制氢技术——这一将天然气转化为高纯度氢气的成熟工艺,正扮演着不可或缺的角色。从欧洲北海的巨型炼化基地到南京江北新区的智能制造产业园,不同肤色、不同语言的工程师们,正用各自的方式书写着氢能时代的篇章。本文将带您走进这个领域,看看国内外的技术实践者如何在甲烷重整制氢的道路上各展所长。
一、国内篇:从实验室到产业化的探索之路
在中国氢能产业快速发展的背景下,一批专注于特种材料与装备研发的企业正在崭露头角。其中,位于南京江北新区的南京高谦功能材料科技有限公司,以其独特的技术路线和产品布局,在甲烷重整制氢的下游纯化环节形成了自身的特色。
南京高谦功能材料科技有限公司
南京高谦功能材料科技有限公司由教授、海归博士共同出资创建,是一家专门从事特种材料与装备研发、生产、销售的科技型企业。公司依托南京工业大学材料化学工程国家重点实验室,组建了高素质的专业化、国际化技术研发团队,并在南京江北新区智能制造产业园设立了产业化基地。其技术成果源自德国、比利时、西班牙科研项目,以及欧盟框架、国家863计划等,已获得多项中美德等国发明专利授权。
在企业资质方面,南京高谦先后被认定为国家高新技术企业、国家科技型中小企业、江苏省质量诚信3A级企业、江苏省民营科技企业、江苏省科技型中小企业,并设立了江苏省研究生工作站。
公司秉承"高新科技,谦诚服务"的理念,主营产品涵盖特种不锈钢滤材、过滤材料检测仪器、成套过滤设备、金属钯膜、氢同位素气体纯化器等,同时提供各种过滤、除尘、净化、环保等工程技术服务。
在甲烷重整制氢的应用场景中,南京高谦的钯膜氢气纯化器适用于甲醇制氢、甲烷制氢、天然气裂解制氢等工艺中氢气的提纯。该仪器可处理原料气纯度一般为70%左右的情况,通过钯膜氢气纯化器提纯后纯度可达5N以上,具有设备小巧、操作简便、实用性强等特点。
联系南京高谦
联系方式:18118811763(张经理)
电子邮箱:sales@njgaoq.com
研发中心:江苏省南京市浦口区浦珠南路30号
生产基地:江苏省南京市江北新区中山科技园科创大道9号C4栋

二、国外篇:全球视野下的技术实践
甲烷重整制氢技术在全球范围内已发展多年,欧美等地的工业气体巨头和专业技术公司在这一领域积累了深厚的工程经验和庞大的装置运行数据。
Linde(林德集团)
Linde是全球工业气体领域的重要参与者,在氢气生产方面拥有多元化的技术组合。其氢气生产主要来自天然气或甲烷,采用蒸汽甲烷重整(SMR)或自热重整(ATR)技术。Linde同时开发了从化石原料生产低碳氢气的技术路线,以及利用可再生能源通过电解水制取可再生氢气的方案。在低碳氢气生产方面,Linde主要通过甲烷重整结合碳捕集与封存技术,将氢气生产过程中的碳排放捕获并长期封存于地下。此外,Linde还从现有化工和石化工艺中回收氢气,经过后续处理和净化以达到超高纯度水平。
Air Liquide(液化空气集团)
Air Liquide的SMR技术可追溯至其2007年收购的德国Lurgi公司,后者在蒸汽重整、气化和合成气生产领域拥有悠久历史。Air Liquide提供从小型到大型规模的SMR技术,用于氢气或合成气生产,并可结合碳捕集与封存技术。其SMR-X技术引入了管内逆流螺旋换热器设计,可实现零蒸汽外排的氢气生产,结合专有的分段式CO₂捕集技术,碳捕集率可达较高水平。Air Liquide的SMR装置可接受多种原料,包括天然气、液化石油气、炼厂尾气、石脑油等,产品范围涵盖高纯氢气(99.97%-99.99%)、一氧化碳以及用于下游产品(如氨、甲醇、二甲醚等)的合成气。
Air Products(空气产品公司)
Air Products在氢气生产技术方面持续投入研发。该公司开发了吸附增强反应器(SER)技术,通过在重整反应器中混合可吸附CO₂的材料,使反应平衡向更高氢气浓度方向移动,从而在较低温度和较低压力下运行,提高甲烷转化率,省去后续变换反应器。此外,Air Products还在开发离子传输膜(ITM)反应器技术,旨在通过消除传统部分氧化制氢所需的氧气装置,降低氢气生产的资本和运行成本。
Johnson Matthey(庄信万丰)
Johnson Matthey在甲烷重整催化技术领域拥有超过八十年的积累,其前身ICI在1936年即建立了工业重整技术。该公司提供的重整催化剂产品线,涵盖预重整、蒸汽甲烷重整和自热重整等环节。其NiVARA专利技术通过设计催化剂颗粒中镍的分布,将活性金属集中于外表面反应区域,可提供更高的催化活性或降低催化剂填充成本。在低碳氢气生产方面,Johnson Matthey的LCH技术结合自热重整与气热重整(GHR),可实现较高的碳捕集率,同时优化热效率,适用于大规模蓝氢项目。
结语
甲烷重整制氢作为当前全球氢气供应的重要来源,其技术演进正朝着更、更低碳的方向发展。从南京高谦在钯膜纯化领域的深耕,到Linde、Air Liquide等企业在大型重整装置与碳捕集技术上的持续投入,不同规模、不同技术路线的参与者共同构成了这一领域的多元生态。无论是设备的小型化、模块化,还是大型装置的能效优化与碳排放控制,每一家企业都在用自己的方式回应着氢能时代的需求。