氢工艺流程 能源转型挑战 创新性阀门解决方案 1 贝克休斯公司 （Baker Hughes） 展望未来 世界瞬息万变。在能源转型的动态环境中，创新并提供解决方 案，帮助我们的客户在工艺流程应用中自信应对各种新的挑战， 比以往任何时候都更为重要。 优化服务 提高可靠性 提高效率 减少排放 2 任何移动或储存氢的工艺流程都需要阀门。您需要 确保，在设计氢生产、运输或储存系统时，您在控 制和减压方面获得最佳且最安全的性能。 优化服务 提高效率 我们的阀门生命周期管理（Valve Lifecycle Management）工具数字套件与我们的 Masoneilan™ 授权维修中心和 Consolidated™ Green Tag™ 中心的 全球网络相结合，可帮助您从容识别和维修最需要的阀 门，从而更轻松地进行周转和计划维护。 我们在创新控制阀和泄压阀技术领域积累的优势，得以 提供正确的解决方案，以确保所安装阀门的配置和尺寸 能够降低运营成本，最大限度地提高工艺效率，保持关 键工艺流程平稳运行。 提高可靠性 减少排放 我们的工程师与我们的客户和监管机构密切合作，以确 保我们的阀门设计符合标准和每台特定设备的要求，在 安装生命周期内保持安全可靠的性能并减少维护。 无组织排放不仅成本高昂，而且会对环境造成危害。随 着越来越多的公司致力于在未来十年实现碳中和状态， 在每个工艺流程设计中都需要一流的密封性和卓越的阀 门技术。 3 Baker Hughes 公司为您的氢应用提 供合适的阀门 制氢阀门作为通过传统加氢处理法生产棕氢、灰氢和蓝氢工艺流程的一部分，Baker Hughes 公司几十年来一直 都是该领域的领先供应商。如今，通过对其中每一道工艺流程进行扩展，我们的产品范围涵盖了大多数必要的控 制阀和安全阀，可用于防止运行中出现氢脆（或“起泡”）现象，而且我们的阀门经过广泛的性能测试，可处理 每年 10 万次或以上的极高循环。 氢生态系统 图片由美国能源部提供 随着世界上大多数国家和制造商承诺在未来几十年内实现“净零”排放，工程师在为客户创造技术解决方案以及 设计和维护延长使用寿命、控制成本、减少或消除排放的优化工艺流程等方面，面临着新的挑战。 如今，氢逐渐成为全球清洁燃料解决方案，因为它可作为液氢、合成燃料或氨而在本地或全球运输。 4 制氢 长期以来，氢一直是燃料来源和化石燃料提炼过程的副产品，也是 Masoneilan 和 Consolidated 阀门业务深耕 数十年之久的核心细分市场。随着越来越多的行业将这一元素作为一个关键的绿色燃料来源，对高效生产、运输 和交付的需求比以往任何时候都要大。 氢有多种生产形式：蒸汽甲烷重整 (SMR)、气化（煤）和电解（水）。无论何种生产技术，Baker Hughes 控制 阀和安全阀都能提供优化的流量控制，以及为人员提供安全环境。 Brown H2 采用气化技术，从煤提 取氢。 Blue H2 化石燃料制氢（灰氢和 棕氢）， 氢将对清洁能源未来发展起到重大作 用，但这需要从灰氢（加氢处理）和棕 氢（煤气化）生产转变为绿氢/蓝氢/粉 氢/蓝绿氢以及相关技术系统转变。 其中捕集和封存 或利用 Gray H2 CO2。 采用蒸汽甲烷重整 (SMR) 技术，从天然气 提取氢。 Green H2 Pink H2 Turquoise H2 采用太阳能或风力发电 采用核能发电，通过电 采用甲烷热解工艺制 等可再生能源，通过电解 解水制氢， 氢，具有 CO2 零排放的 水制氢， 具有 CO2 零排放的优点。 优点。 具有 CO2 零排放的优点。 由于可再生能源的扩展，并可使用脱碳氢（绿氢）将可再生能源整合到发达的工业、能源生产和移动基础设施之 中，这有助于全球碳减排。 5 制氢 绿氢是只排放水蒸汽的清洁能源，也被视为“零”排放制氢工艺。 约有 75% 的蓝氢通过蒸汽甲烷重整 (SMR) 工艺从天然气中获得（如下图所示）。SMR 将天然气与高温蒸汽混 合，在催化剂的作用下，通过化学反应产生氢和碳，然后捕集碳以供使用或封存，满足“蓝氢”清洁能源要求。 6 制氨 从制氢推导出，在 Haber-Bosh 工艺流程中引入氮气可产生氨气 (NH3)，作为一种广泛使用的绿色产品。在全 球范围内，氨产量极大，主要用作农业化肥，但这种工艺使用天然气或其他化石燃料提供制氢原料，以及为合成 工艺提供动力的能源。因此，通过这种方法制氨会产生 CO2 排放。与氢类似，氨在其使用点也没有碳排放，而 作为一个附加的好处，它更易于运输，总的来说处理也更安全。 使用可再生能源和水生产绿氨 基于电解的 Haber-Bosch 绿氨生产工艺 7 氢液化 氢液化是整个生态系统中最重要、最具挑战性的工艺流程之一。将氢作为液体储存以便于紧凑运输需要将低温温 度降至 -253°C（-423°F）以下。氢液化集成系统包括三个主要工艺流程阶段：低温预冷、低温冷却和液化。 普通氢液化工艺流程 40 多年来，贝克休斯公司一直提供用于液氢服务的低温阀门。今天，我们继续我们的创新传统，为快速发展的 行业开发新的阀门技术。 我们扩展的产品组合保持了最新的全套低温阀门 ISO 标准，用于液化天然气（LNG） 、液化氧（火箭发动机）和更多高压下的零下温度应用。 为安全考虑而设计，所有阀门均在我们的全球低温测试设施中进行测试，这些设施均包括数字自动弹道测试台， 可远程操作，以达到最终安全标准，并具有可重复控制和压力下关闭性能。 8 氢运输 到目前为止，在设计氢运输产品时，安全是最优先考虑的问题。氢既可以作为压缩气体加压，也可以在低温工艺 流程中液化。然后通过管道或低温液体罐车或气体管拖车通过道路从生产点运输到使用点。氢只需要点燃天然气 所需能量的十分之一，但其更难灭火，而且在爆炸时释放的能量要多 400% 左右。 ࠪ 贝克休斯管道产品，例如 Masoneilan™ 三偏心阀、Becker™ 低噪音球阀和 Mooney™ Slam-Shut 系统，均采 用专用于氢服务的材料设计。许多运输管道输送流体混合物，其中氢百分比可能超过常用弹性体的限制。在压力 条件下，氢原子可以渗透到弹性体材料中，释放压力后，氢原子可以迅速逃逸并导致爆炸减压（ED）。针对这 些应用，需要使用耐爆炸减压材料来防止灾难性故障。 9 氢系统的典型流量控制解决方案 原料气和燃料气控制，高可调范围 防喘振且气体排放到火炬里，快速响应，高 可调范围 蒸汽甲烷重组 液体高压泵再循环，给水控制 锅炉安全阀；高压蒸汽省煤器；多相 重整器/反应器过压保护 制氢 纯化 （变压吸附） 煤炭气化 制 氨 Masoneilan 41005 多级防空化阀 Masoneilan 18400/78400 LincolnLog™ Consolidated SV - 1700 Maxiflow™, 2700, 1811, 1511 Consolidated 2900-40 POSRV Consolidated SRV - 1900 DM, 1900, 19000, 1982 Consolidated POSRV - 2900 Gen II , 3900 Masoneilan 35002 Camflex™ 增压控制、高压 Masoneilan 21000，41005 多级 Lo-dB 吸收器过压保护 Consolidated SRV - 19000, 1982 黑水排放，高速夹带固体 Masoneilan 73000 系列弯管角阀 高压氧气控制和隔离 Masoneilan 33000 三偏心阀，21000 单级阀 空气分离、压缩机防喘振、高噪音和振动 Masoneilan 33000 三偏心阀 Masoneilan 41005 多级 Lo-dB Masoneilan 49000 系列 V-Log Masoneilan 18400/78400 LincolnLog Consolidated SRV - 1900 DM, 1900, 19000, 1982 Consolidated POSRV - 2900 Gen II, 3900 吸收器、泵再循环、紧密关闭 Masoneilan 35002 Camflex，21000 单级 热交换，低压降，三通阀 Masoneilan 10000 系列，80000 三通阀 汽提/洗涤、冷却水流量控制 Masoneilan 35002 Camflex，21000 单级 水流量控制，泵再循环 Masoneilan 35002 Camflex，21000 单级 流量控制与隔离 Masoneilan 35002 Camflex，33000 三偏心阀 反应器和蒸发器 Masoneilan 21000，41005 单级 分离器容器；过压保护 H2/N2 压缩机防喘振阀 蒸汽减压站  氨蒸汽生产 Masoneilan 49000 系列 V-Log™ 吹扫供应控制 燃油箱、排气箱泄压 氨气入口进料 Masoneilan 41005 多级 Lo-dB Masoneilan 21000，41005 多级 Lo-dB 容器超压保护；气化炉/反应器、分离器、洗涤器 水电解 Masoneilan 33000 三偏心阀 原料气控制和开/关，紧密关闭，高 循环可靠性 富胺下泄、高压、腐蚀性流体 碳捕获 Masoneilan 21000，41005 多级 Lo-dB Consolidated SRV - 1900 DM, 1900, 19000, 1982 Consolidated POSRV - 2900 Gen II, 3900 Consolidated SRV - 1900 DM, 1900, 19000, 1982 Consolidated POSRV - 2900 Gen II, 3900 MN 41005，多级 Lo-dB MN 49000/72005，带 V-LOG 阀内件 MN 41005，多级 Lo-dB MN 84000 SteamForm MN 41005 多级抗气蚀 锅炉给水/锅炉给水泵再循环 MN 41005 多级 VRT MN 18400/78400 LincolnLog 制氨工艺 10 蒸汽泄放 MN 41005，多级 Lo-dB 液氨减压 MN 18400/78400 LincolnLog 氢系统的典型流量控制解决方案 气体压缩 防喘振、快速响应、原料气控制 液化 焦耳-汤普森，多级下泄，低温 液态氢低温储存 预冷和液化 液态氢低温泵再循环 减压；