高工氢电•技术 | 氢气制作工艺分析

饮食        2020-01-12   来源:言天聊史


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氢气不仅是重要的工业原料和还原剂,也是燃料电池的必要燃料。随着燃料电池的推广和普及,燃料电池汽车进入成熟市场,氢的消耗量也会以惊人的速度增加。

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工业制氢方案


工业制氢方案很多,主要有以下几类:


(1)化石燃料制氢:天然气制氢、煤炭制氢等。


(2)富氢气体制氢:合成氨生产尾气制氢、炼油厂回收富氢气体制氢、氯碱厂回收副产氢制氢、焦炉煤气中氢的回收利用等。


(3)甲醇制氢:甲醇分解制氢、甲醇水蒸汽重整制氢、甲醇部分氧化制氢、甲醇转化制氢。


(4)水解制氢:电解水、碱性电解、聚合电解质薄膜电解、高温电解、光电解、生物光解、热化学水解。


(5)生物制氢:生物质通过气化和微生物催化脱氢方法制氢。

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工业制氢方案对比选择


(1)煤炭制氢制取过程比天然气制氢复杂,得到的氢气成本也高。


(2)由于生物制氢、生物质制氢和富氢气体制氢等方法制取的氢气杂质含量高、纯度较低,不能达到GT等技术提供商的氢气纯度要求。


(3)国内多晶硅绝大多数都采用的是水电解制氢,只有中能用的是天然气制氢,而国外应用的更多是甲醇制氢,因此,重点选择以下三类方案进行对比:


(A)天然气制氢


(B)甲醇制氢


(C)水电解制氢

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天然气制氢方法


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甲醇制氢方法


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水解制氢


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工业制氢方法选择



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国标氢气指标


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成本分析


(1200Nm3/h电解制氢、甲醇制氢和天然气制氢投资成本和运行成本对比(不包括土建))


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制氢方案氢气质量指标对比



1、甲醇制氢在采用二段吸附后,质量指标可达到GT要求,而天然气制氢的总碳含量指标明显达不到要求,如要达到GT要求,则在吸附提纯段的投资要大大增加(初步估计要增加投资6、7百万)。


2、水电解制氢的氢气虽然碳含量偏高,但实际检测结果碳含量要低于此,据某厂分析数据显示(CO未检出,CH4未检出,CO2:0.5PPm,O2:1.2ppm),其总碳含量能控制在1PPm以下。

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制氢方案优劣对比



文/广东合即得