制氢及氢气价格对比

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1、氢气制作工艺张泽远1.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。2.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、（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）水电解制氢制氢种类制氢方法特点天然气制氢天然气水蒸汽重整制氢1.需吸收大量的热，制氢过程能耗高，燃料成本占生产成本的52－68％；2.反应需要昂贵的耐高温不锈钢管作反应器；3.水蒸汽重整是慢速反应，因此该过程制氢能力低，装置规模大和投资高。天然气

3、部分氧化制氢1.优点：1）廉价氧的来源；2）催化剂床层的热点问题；3）催化材料的反应稳定性；4）操作体系的安全性问题2.缺点：因大量纯氧增加了昂贵的空分装置投资和制氧成本天然气自热重整制氢1.同重整工艺相比，变外供热为自供热，反应热量利用较为合理；2.其控速步骤依然是反应过程中的慢速蒸汽重整反应；3.由于自热重整反应器中强放热反应和强吸热反应分步进行，因此反应器仍需耐高温的不修锈钢管做反应器，这就使得天然气自热重整反应过程具有装置投资高，生产能力低。天然气绝热转化制氢1.大部分原料反应本质为部分氧化反应，控速步骤已成为快速部分氧化反应

4、，较大幅度地提高了天然气制氢装置的生产能力。2.该新工艺具有流程短和操作单元简单的优点，可明显降低小规模现场制氢装置投资和制氢成本。天然气高温裂解制氢天然气经高温催化分解为氢和碳。其关键问题是，所产生的碳能够具有特定的重要用途和广阔的市场前景。否则，若大量氢所副产的碳不能得到很好应用，必将限制其规模的扩大。天然气制氢方法制氢种类制氢方法原理特点甲醇制氢甲醇分解制氢CH3OH→CO+2H2△H298＝90.5kJ/mol1.合成甲醇的催化剂均可用作其分解催化剂，其中以铜基催化剂体系为主；2.该类催化剂对甲醇分解显示出较好的活性和选择性，

5、且催化剂在受热时有较好的弹性形变；3.在高温下，反应速率加快，易分解成CO和氢。甲醇水蒸汽重整制氢CH3OH＋H2O→CO2＋3H2△H298＝49.4kJ/mol1.该工艺以来源方便的甲醇和脱盐水为原料；2.在220～280℃下，专用催化剂上催化转化为组成为主要含氢和二氧化碳转化气；3.甲醇的单程转化率可达99%以上，氢气的选择性高于99.5%,利用变压吸附技术，可以得到纯度为99.999%的氢气，一氧化碳的含量低于5ppm。甲醇部分氧化制氢CH3OH＋1/2O2→2H2＋CO2△H298＝－192.2kJ/mol1.甲醇部分氧化法

6、制氢的优点是放热反应，反应速度快，反应条件温和，易于操作、启动；2.缺点是反应气中氢的含量比水蒸气重整反应低，由于通入空气氧化，空气中氮气的引入也降低了混合气中氢气的含量，使其可能低于50%。甲醇制氢方法制氢种类制氢方法原理特点水解制氢电解水电解液一般是含有30%左右氢氧化钾（KOH）的溶液，当接通直流电后，水就分解为氢气和氧气。1.水电解制氢，技术成熟、设备简单、运行可靠、管理方便、不产生污染、可制得氢气纯度高、杂质含量少，适用于各种应用场合，唯一缺点是耗能大，制氢成本高；3.目前商品化的水电解制氢装置的操作压力为0.8~3.0MP

7、a，操作温度为80~90℃，制氢纯度可达99.7%，制氧纯度达99.5%。聚合电解质薄膜电解电解液为酸性聚合膜。1.该技术的主要缺点是隔膜使用期有限；2.由于相对成本高、容量小、效率低和使用期短，还需要进一步改进原料和电池堆设计来改善性能。光电解利用光直接将水分解为氢气和氧气和传统的技术方法相比，这类系统有很大的潜力可以减少电解氢成本。生物光解光合作用：2H2O→4H++4e–+O2产氢：4H++4e–→2H2生物光解制氢基于两个步骤：光合作用和利用氢化酶比如绿藻和蓝绿藻催化制氢。该领域需要进行长期基础和应用研究。热化学水解通过一系列

8、的热化学反应将水分解为氢气和氧气的过程技术可行性和潜在高效率方面不存在问题，但是要降低成本和高效循环还需要进一步商业化发展。水解制氢工业制氢方法选择类型方案特点大型制氢天然气水蒸汽重整制氢1)天然气既是原料气也是燃料气，