制氫及氫氣價(jià)格對比

《制氫及氫氣價(jià)格對比》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、氫氣制作工藝張澤遠(yuǎn)1.工業(yè)制氫方案工業(yè)制氫方案很多，主要有以下幾類：（1）化石燃料制氫：天然氣制氫、煤炭制氫等。（2）富氫氣體制氫：合成氨生產(chǎn)尾氣制氫、煉油廠回收富氫氣體制氫、氯堿廠回收副產(chǎn)氫制氫、焦?fàn)t煤氣中氫的回收利用等。（3）甲醇制氫：甲醇分解制氫、甲醇水蒸汽重整制氫、甲醇部分氧化制氫、甲醇轉(zhuǎn)化制氫。（4）水解制氫：電解水、堿性電解、聚合電解質(zhì)薄膜電解、高溫電解、光電解、生物光解、熱化學(xué)水解。（5）生物制氫：生物質(zhì)通過氣化和微生物催化脫氫方法制氫。2.工業(yè)制氫方案對比選擇（1）煤炭制氫制取過程比天然氣制氫復(fù)雜，得到的氫氣成本也高。

2、（2）由于生物制氫、生物質(zhì)制氫和富氫氣體制氫等方法制取的氫氣雜質(zhì)含量高、純度較低，不能達(dá)到GT等技術(shù)提供商的氫氣純度要求。（3）國內(nèi)多晶硅絕大多數(shù)都采用的是水電解制氫，只有中能用的是天然氣制氫，而國外應(yīng)用的更多是甲醇制氫，因此，重點(diǎn)選擇以下三類方案進(jìn)行對比：（A）天然氣制氫（B）甲醇制氫（C）水電解制氫制氫種類制氫方法特點(diǎn)天然氣制氫天然氣水蒸汽重整制氫1.需吸收大量的熱，制氫過程能耗高，燃料成本占生產(chǎn)成本的52－68％；2.反應(yīng)需要昂貴的耐高溫不銹鋼管作反應(yīng)器；3.水蒸汽重整是慢速反應(yīng)，因此該過程制氫能力低，裝置規(guī)模大和投資高。天然氣

3、部分氧化制氫1.優(yōu)點(diǎn)：1）廉價(jià)氧的來源；2）催化劑床層的熱點(diǎn)問題；3）催化材料的反應(yīng)穩(wěn)定性；4）操作體系的安全性問題2.缺點(diǎn)：因大量純氧增加了昂貴的空分裝置投資和制氧成本天然氣自熱重整制氫1.同重整工藝相比，變外供熱為自供熱，反應(yīng)熱量利用較為合理；2.其控速步驟依然是反應(yīng)過程中的慢速蒸汽重整反應(yīng)；3.由于自熱重整反應(yīng)器中強(qiáng)放熱反應(yīng)和強(qiáng)吸熱反應(yīng)分步進(jìn)行，因此反應(yīng)器仍需耐高溫的不修銹鋼管做反應(yīng)器，這就使得天然氣自熱重整反應(yīng)過程具有裝置投資高，生產(chǎn)能力低。天然氣絕熱轉(zhuǎn)化制氫1.大部分原料反應(yīng)本質(zhì)為部分氧化反應(yīng)，控速步驟已成為快速部分氧化反應(yīng)

4、，較大幅度地提高了天然氣制氫裝置的生產(chǎn)能力。2.該新工藝具有流程短和操作單元簡單的優(yōu)點(diǎn)，可明顯降低小規(guī)?，F(xiàn)場制氫裝置投資和制氫成本。天然氣高溫裂解制氫天然氣經(jīng)高溫催化分解為氫和碳。其關(guān)鍵問題是，所產(chǎn)生的碳能夠具有特定的重要用途和廣闊的市場前景。否則，若大量氫所副產(chǎn)的碳不能得到很好應(yīng)用，必將限制其規(guī)模的擴(kuò)大。天然氣制氫方法制氫種類制氫方法原理特點(diǎn)甲醇制氫甲醇分解制氫CH3OH→CO+2H2△H298＝90.5kJ/mol1.合成甲醇的催化劑均可用作其分解催化劑，其中以銅基催化劑體系為主；2.該類催化劑對甲醇分解顯示出較好的活性和選擇性，

5、且催化劑在受熱時(shí)有較好的彈性形變；3.在高溫下，反應(yīng)速率加快，易分解成CO和氫。甲醇水蒸汽重整制氫CH3OH＋H2O→CO2＋3H2△H298＝49.4kJ/mol1.該工藝以來源方便的甲醇和脫鹽水為原料；2.在220～280℃下，專用催化劑上催化轉(zhuǎn)化為組成為主要含氫和二氧化碳轉(zhuǎn)化氣；3.甲醇的單程轉(zhuǎn)化率可達(dá)99%以上，氫氣的選擇性高于99.5%,利用變壓吸附技術(shù)，可以得到純度為99.999%的氫氣，一氧化碳的含量低于5ppm。甲醇部分氧化制氫CH3OH＋1/2O2→2H2＋CO2△H298＝－192.2kJ/mol1.甲醇部分氧化法

6、制氫的優(yōu)點(diǎn)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)速度快，反應(yīng)條件溫和，易于操作、啟動；2.缺點(diǎn)是反應(yīng)氣中氫的含量比水蒸氣重整反應(yīng)低，由于通入空氣氧化，空氣中氮?dú)獾囊胍步档土嘶旌蠚庵袣錃獾暮浚蛊淇赡艿陀?0%。甲醇制氫方法制氫種類制氫方法原理特點(diǎn)水解制氫電解水電解液一般是含有30%左右氫氧化鉀（KOH）的溶液，當(dāng)接通直流電后，水就分解為氫氣和氧氣。1.水電解制氫，技術(shù)成熟、設(shè)備簡單、運(yùn)行可靠、管理方便、不產(chǎn)生污染、可制得氫氣純度高、雜質(zhì)含量少，適用于各種應(yīng)用場合，唯一缺點(diǎn)是耗能大，制氫成本高；3.目前商品化的水電解制氫裝置的操作壓力為0.8~3.0MP

7、a，操作溫度為80~90℃，制氫純度可達(dá)99.7%，制氧純度達(dá)99.5%。聚合電解質(zhì)薄膜電解電解液為酸性聚合膜。1.該技術(shù)的主要缺點(diǎn)是隔膜使用期有限；2.由于相對成本高、容量小、效率低和使用期短，還需要進(jìn)一步改進(jìn)原料和電池堆設(shè)計(jì)來改善性能。光電解利用光直接將水分解為氫氣和氧氣和傳統(tǒng)的技術(shù)方法相比，這類系統(tǒng)有很大的潛力可以減少電解氫成本。生物光解光合作用：2H2O→4H++4e–+O2產(chǎn)氫：4H++4e–→2H2生物光解制氫基于兩個(gè)步驟：光合作用和利用氫化酶比如綠藻和藍(lán)綠藻催化制氫。該領(lǐng)域需要進(jìn)行長期基礎(chǔ)和應(yīng)用研究。熱化學(xué)水解通過一系列

8、的熱化學(xué)反應(yīng)將水分解為氫氣和氧氣的過程技術(shù)可行性和潛在高效率方面不存在問題，但是要降低成本和高效循環(huán)還需要進(jìn)一步商業(yè)化發(fā)展。水解制氫工業(yè)制氫方法選擇類型方案特點(diǎn)大型制氫天然氣水蒸汽重整制氫1)天然氣既是原料氣也是燃料氣，