氢气生产工艺
制氢工艺流程

制氢工艺流程制氢是一种重要的化工工艺,通过这种工艺可以从天然气、煤炭等原料中生产出氢气,氢气是一种清洁能源,被广泛应用于化工、石油加工、电力等领域。
下面将介绍制氢的工艺流程。
1. 原料准备制氢的原料可以是天然气、煤炭、石油等。
在工业生产中,天然气是最常用的原料,因为天然气中含有丰富的甲烷,是制氢的理想原料。
在原料准备阶段,需要对原料进行净化处理,去除其中的杂质和硫化物,以保证制氢过程的顺利进行。
2. 蒸汽重整蒸汽重整是制氢的关键步骤之一,也是最常用的制氢工艺。
在蒸汽重整反应器中,甲烷与水蒸气在催化剂的作用下发生催化重整反应,生成一氧化碳和氢气。
这个反应是一个放热反应,需要控制反应温度,以确保反应的高效进行。
3. 精馏分离在蒸汽重整反应后,产生的气体混合物需要进行精馏分离,以得到高纯度的氢气。
通常采用低温精馏的方法,将气体混合物在低温下进行分馏,分离出高纯度的氢气和一氧化碳。
4. 气体净化得到的高纯度氢气需要进行进一步的净化处理,去除其中的一氧化碳、二氧化碳、甲烷等杂质。
通常采用吸附剂或膜分离的方法进行气体净化,以确保最终得到的氢气符合工业使用的要求。
5. 储存和输送经过净化处理后的氢气需要进行储存和输送。
通常采用压缩氢气或液化氢气的方式进行储存,以便于输送和使用。
对于大型工业生产,通常会建设氢气储罐和输氢管道,将氢气输送到需要的地方。
以上就是制氢的工艺流程,通过这个工艺流程可以高效地从天然气等原料中生产出高纯度的氢气,为化工、石油加工、电力等领域提供清洁能源。
制氢工艺的不断改进和创新将有助于推动清洁能源的发展,减少对传统能源的依赖,为环境保护和可持续发展作出贡献。
天然气制氢装置工艺过程原料及工艺流程

天然气制氢装置工艺过程原料及工艺流程清晰
一、天然气制氢工艺过程
1、原料:
天然气作为原料,其单位的能量超过木炭。
天然气中含氢量为3-7%,主要是由甲烷组成。
2、工艺流程:
(1)气液分离:
经热交换、放空等操作,天然气经液气分离装置分离,得到的气体为
纯净的天然气。
(2)燃烧:
经加热和压缩后,热能和机械能组合在一起,进行燃烧,产生大量的
高压热能烟气。
(3)回流:
将烟气经过扩散塔再燃烧,燃烧后的烟气进入回流管,分为气和水,
其中气液分离后的混合物进入洗涤装置,经过多次洗涤,得到纯净的氢气。
(4)冷凝:
气液分离出来的混合物经过冷凝,冷凝出的氢气填充到压缩氢气罐中,完成气体的回收。
(5)净化:
经压缩的氢气进入净化器,通过吸附塔相当于洗涤,捕集细颗粒,净化氢气。
(6)储存:
经过净化的氢气填充到存储罐中,进行氢气的长期储存,为用户提供及时的氢气供应。
二、天然气制氢装置技术参数
(1)天然气的比热容:1.9KJ/m3·K;
(2)氢的摩尔比:1.360;
(3)氢的密度:0.093Kg/m3;
(4)氢的比热容:2.98KJ/kg·K;
(5)氢的温度:-253℃;
(6)氢气的蒸汽压:1.5kPa;。
制氢主要工艺

制氢主要工艺氢气是人类生活中不可或缺的能源之一,它可以作为燃料,也可以用于制造化学品。
制氢主要有三种工艺:热解法、电解法和化学反应法。
1. 热解法热解法是将天然气或其他烃类物质加热至高温,使其分解成氢气和碳。
这种方法可以通过两种不同的方式来实现:直接热解和间接热解。
直接热解是将天然气或烃类物质直接加热至高温,使其分解成氢气和碳。
这种方法需要高温和高压,通常在反应器内进行。
间接热解是通过热交换器将热能转移到反应器中,以实现分解反应。
这种方法可以减少反应器的磨损。
2. 电解法电解法是将水分解成氧气和氢气的方法,通常使用电解池来实现。
电解池由两个电极组成,分别是阴极和阳极。
在电解过程中,电子从阴极流入阳极,水分子被分解成氧气和氢气。
这种方法的优点是不需要使用化石燃料,因此不会产生二氧化碳等有害气体。
但是,电解法的缺点是成本较高,因为需要大量的电能。
3. 化学反应法化学反应法是将化学反应用于制氢的方法,通常使用天然气、煤或其他烃类物质作为原料。
这种方法通常需要使用催化剂来促进反应的进行。
化学反应法中最常用的是煤气化法。
这种方法将煤转化为合成气,然后使用催化剂将合成气转化为氢气和一些其他化学品。
这种方法的优点是可以利用廉价的煤作为原料,但缺点是会产生大量的二氧化碳等有害气体。
总结以上三种制氢主要工艺各有优缺点,具体应用要根据实际情况而定。
热解法和化学反应法适用于大规模的工业生产,而电解法则适用于小规模和分散的生产。
未来,随着技术的不断发展和能源环境的改变,制氢的工艺也将不断创新和改进。
氢气制作方法

氢气制作方法氢气是一种至关重要的工业原料,可用于氢化燃料、氢气乙醇、氢气柴油等油品的生产,亦可在制冷、焊接过程中发挥重要作用。
氢气的制备是一项技术活动,它可以通过不同的原料及工艺过程来实现,从而满足工业过程中不同应用需要。
一、原料氢气的显著特点是不含有害物质和粉尘,因此其原料要求非常严格。
一般原料主要分为煤气、液化气、液体矿物油、质量较好的石油沥青及直接分解液体石油。
二、制备方法1.气-气相分解法煤气气相分解法是最常用的氢气制备方法,它将煤气在高温高压条件下进行气相分解,使煤气中的氢蒸汽浓度达到较高的水平。
煤气经过高压分解可以得到质量较好的氢气,但是由于其原料的性质,其分解后的氢气较石油制备的氢气有更多的有害物质,因此其使用在工业应用上相对较少,只能用于制冷、焊接等初级加工过程。
2.化气气相析出法液化气是指将空气分子经过低温压缩而得到的液体,液化气有很强的凝聚力、热稳定性和渗透性,可更有效地分离氢分子,以最高效能制备出高质量的氢气。
3.学分解法化学分解法主要是指用重氮、氮气和氧气通过高温高压的催化技术,将原料烃(石油沥青或者石油液)通过分解烷烃化学反应得到氢气。
这种方式生产的氢气质量很高,可以直接用于工业重要应用,如混合燃料制备中发挥重要作用。
4.接分解法直接分解法是指在一定的温度和压力条件下,采用催化剂将石油烃(含烷基烃和烯基烃)直接分解成氢气和乙烯,也可以将甲烷分解成氢气和甲烯。
这种方式可以生产到质量高的氢气,且绿色环保,其得到的氢气可用于制备汽油、液化气、氢气乙醇或其他混合燃料及精细化工制品的配料。
三、工艺操作流程氢气的制备工艺操作通常分为以下几步:(1)原料选择。
一般而言,氢气的原料有液化气、煤气以及液体石油,因此实施氢气制备之前要确定合适的原料;(2)工艺流程选择。
根据氢气制备的方法分为煤气气相分解法、液化气气相析出法、化学分解法以及直接分解法四种;(3)原料准备。
原料准备包括原料粉碎及筛选、乳化、去除水分等;(4)催化剂准备及选择。
氢气制取方法

氢气制取方法
氢气是一种重要的化工原料,广泛应用于石油加工、化肥生产、氢化工艺等领域。
氢气的制取方法有多种,下面将介绍几种常见的
氢气制取方法。
1. 水电解法。
水电解法是一种常见的氢气制取方法,其原理是利用电解水分
解水分子,产生氢气和氧气。
通常采用的电解设备有电解槽和电极,电解槽内装满电解液,通过电极通电产生氢气和氧气。
这种方法制
取的氢气纯度较高,适用于实验室和小规模生产。
2. 天然气蒸汽重整法。
天然气蒸汽重整法是工业中常用的氢气制取方法之一,其原理
是利用天然气中的甲烷与水蒸气在催化剂的作用下进行重整反应,
生成氢气和一氧化碳。
这种方法制取的氢气规模较大,适用于工业
生产中对氢气纯度要求不高的场合。
3. 煤气干馏法。
煤气干馏法是利用煤炭进行干馏生成煤气,再通过煤气净化和
转化反应制取氢气的方法。
煤气中含有丰富的氢气,通过适当的处
理和转化反应,可以得到高纯度的氢气。
这种方法制取的氢气成本
较低,适用于煤炭资源丰富的地区。
4. 生物质气化法。
生物质气化法是利用生物质资源如木材、秸秆等进行气化反应,生成生物质气体,再通过气体净化和转化反应制取氢气的方法。
这
种方法制取的氢气具有较高的环保性,适用于生物质资源丰富的地区。
总结:
以上介绍了几种常见的氢气制取方法,每种方法都有其适用的
场合和特点。
在实际生产中,可以根据需要选择合适的制取方法,
以满足不同领域对氢气的需求。
希望本文能为大家对氢气制取方法
有所了解,谢谢阅读!。
制氢主要工艺

制氢主要工艺
一、引言
氢气作为一种清洁、高效的能源,受到了越来越多的关注。
制氢是氢能源应用的基础,因此制氢技术的发展也备受关注。
本文将介绍制氢主要工艺。
二、传统制氢工艺
1. 煤炭气化法
煤炭经过高温和高压下的化学反应,产生合成气,再通过水蒸汽重整反应生成氢气。
2. 氨分解法
在高温下,将氨分解成氮和氢。
3. 液化天然气蒸汽重整法
利用液化天然气中含有的甲烷进行蒸汽重整反应,生成合成气,再通过水蒸汽重整反应生成纯净的氢。
三、新型制氢工艺
1. 电解水法
利用电能将水分解成氧和氢。
2. 生物质发酵法
将生物质经过发酵后产生的甲醇、乙醇等有机物进行催化裂解反应,
生成合成气,再通过水蒸汽重整反应生成纯净的氢。
3. 太阳能光催化法
利用太阳能光催化剂将水分解成氧和氢。
四、制氢工艺的选择
选择制氢工艺需要考虑多方面因素,如成本、效率、环境影响等。
在实际应用中,需要综合考虑多个因素,选择最适合自己的制氢工艺。
五、结论
随着科技的不断发展,新型制氢工艺不断涌现,为氢能源应用提供了更多的选择。
在未来,制氢技术将会继续发展,并为人类创造更加清洁、高效的能源。
制氢气工艺流程

制氢气工艺流程制氢气是一种重要的工业化学过程,它可以用于许多领域,包括燃料电池、化工生产和金属加工等。
制氢气的工艺流程涉及多个步骤和反应,下面将详细介绍制氢气的工艺流程。
1. 原料准备制氢气的原料通常是天然气、石油、煤炭或水。
在工业生产中,最常用的原料是天然气和石油。
原料的选择取决于生产成本、可用资源和所需的氢气纯度。
在这一步骤中,原料需要经过净化和预处理,以去除杂质和提高氢气产率。
2. 蒸汽重整蒸汽重整是制氢气的主要工艺步骤之一。
在蒸汽重整反应中,天然气或石油中的碳氢化合物与水蒸气在高温和高压下发生反应,生成氢气和一氧化碳。
这个反应是一个放热反应,需要控制温度和压力,以提高氢气产率和纯度。
3. 水煤气变换水煤气变换是另一个常用的制氢气工艺步骤。
在水煤气变换反应中,一氧化碳和水蒸气在催化剂的作用下发生反应,生成氢气和二氧化碳。
这个反应是一个吸热反应,需要控制温度和压力,以提高氢气产率和纯度。
4. 电解水电解水是一种直接制备氢气的方法。
在电解水过程中,将水分解成氢气和氧气,通过电解池中的电流进行。
这种方法可以产生高纯度的氢气,但能耗较高,成本较高,通常用于小规模实验室或特殊应用。
5. 氢气纯化在制备氢气的过程中,通常会产生一些杂质气体,如一氧化碳、二氧化碳和甲烷。
为了得到高纯度的氢气,需要对氢气进行纯化处理。
常用的氢气纯化方法包括压力摩尔吸附、膜分离和液体吸收等。
6. 储存和输送制备好的氢气需要进行储存和输送,以便于后续的使用。
常用的氢气储存方法包括压缩氢气和液化氢气。
压缩氢气适用于小规模储存和输送,而液化氢气适用于大规模储存和输送。
总结制氢气的工艺流程涉及多个步骤和反应,包括原料准备、蒸汽重整、水煤气变换、电解水、氢气纯化、储存和输送等。
不同的工艺流程适用于不同的生产规模和氢气纯度要求。
通过合理选择工艺流程和优化操作条件,可以实现高效、低成本和环保的氢气生产。
制氢气工艺流程的不断改进和创新将为氢能源产业的发展提供技术支持和保障。
制氢气工艺流程

制氢气工艺流程
《制氢气工艺流程》
制氢气是一项重要的工业过程,用于生产氢气以供各种工业需求。
制氢气工艺流程是一个复杂的系统,涉及到多种化学反应和工程设计。
下面将介绍一般的制氢气工艺流程:
1. 天然气蒸汽重整
天然气蒸汽重整是最常用的制氢气方法之一。
在这个流程中,天然气首先被蒸汽重整反应器加热并与水蒸气反应,产生一氧化碳和氢气。
然后通过一系列反应和分离步骤,将一氧化碳转化为二氧化碳和水,最终得到高纯度的氢气。
2. 甲醇蒸汽重整
甲醇蒸汽重整是另一种常见的制氢气方法。
在这个流程中,甲醇首先被蒸汽重整反应器加热并与水蒸气反应,产生一氧化碳和氢气。
接着一氧化碳被进一步氧化为二氧化碳和水,最终得到高纯度的氢气。
3. 水电解
水电解是一种直接利用电能将水分解成氢气和氧气的方法。
这种方法不需要天然气或其他碳源,只需要水和电力。
水电解是一种环保的制氢气方法,但也需要大量的电力和设备投资。
4. 烃类蒸气重整
烃类蒸气重整是将烃类化合物(如甲烷或液化石油气)与水蒸气反应制备氢气的方法。
这种方法可以利用多种烃类原料,但
需要进行多级反应和分离。
总的来说,制氢气的工艺流程包括原料准备、反应和分离等多个步骤。
选择合适的工艺流程取决于原料的可用性、所需氢气纯度和产量等因素。
随着技术的不断进步,制氢气的工艺流程也在不断演变和完善。
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H2制造工艺详解一.电解水制氢多采用铁为阴极面,镍为阳极面的串联电解槽(外形似压滤机)来电解苛性钾或苛性钠的水溶液。
阳极出氧气,阴极出氢气。
该方法成本较高,但产品纯度大,可直接生产99.7%以上纯度的氢气。
这种纯度的氢气常供:①电子、仪器、仪表工业中用的还原剂、保护气和对坡莫合金的热处理等,②粉末冶金工业中制钨、钼、硬质合金等用的还原剂,③制取多晶硅、锗等半导体原材料,④油脂氢化,⑤双氢内冷发电机中的冷却气等。
像北京电子管厂和科学院气体厂就用水电解法制氢。
二.水煤气法制氢用无烟煤或焦炭为原料与水蒸气在高温时反应而得水煤气(C+H2O→CO+H2—热)。
净化后再使它与水蒸气一起通过触媒令其中的CO转化成CO2(CO+H2O→CO2+H2)可得含氢量在80%以上的气体,再压入水中以溶去CO2,再通过含氨蚁酸亚铜(或含氨乙酸亚铜)溶液中除去残存的CO而得较纯氢气,这种方法制氢成本较低产量很大,设备较多,在合成氨厂多用此法。
有的还把CO与H2合成甲醇,还有少数地方用80%氢的不太纯的气体供人造液体燃料用。
像北京化工实验厂和许多地方的小氮肥厂多用此法。
三.由石油热裂的合成气和天然气制氢石油热裂副产的氢气产量很大,常用于汽油加氢,石油化工和化肥厂所需的氢气,这种制氢方法在世界上很多国家都采用,在我国的石油化工基地如在庆化肥厂,渤海油田的石油化工基地等都用这方法制氢气也在有些地方采用(如美国的Bay、way和Batan Rougo加氢工厂等)。
四.焦炉煤气冷冻制氢把经初步提净的焦炉气冷冻加压,使其他气体液化而剩下氢气。
此法在少数地方采用(如前苏联的Ke Mepobo工厂)。
五.电解食盐水的副产氢在氯碱工业中副产多量较纯氢气,除供合成盐酸外还有剩余,也可经提纯生产普氢或纯氢。
像化工二厂用的氢气就是电解盐水的副产。
六.酿造工业副产用玉米发酵丙酮、丁醇时,发酵罐的废气中有1/3以上的氢气,经多次提纯后可生产普氢(97%以上),把普氢通过用液氮冷却到—100℃以下的硅胶列管中则进一步除去杂质(如少量N2)可制取纯氢(99.99%以上),像北京酿酒厂就生产这种副产氢,用来烧制石英制品和供外单位用。
七.铁与水蒸气反应制氢但品质较差,此系较陈旧的方法现已基本淘汰。
很多种办法,简单地说,一种单质+一种化合物=一种化合物+一种单质。
什么单质都可以,只要不与氢气发生反应既可。
而化合物,只需含有氢即可,例如双氧水。
推荐:可以用高锰酸钾加二氧化锰加热制取氢气,且得到的气体纯度更高。
近年来,各国科学家研究出一些制取氢的新方法,我国科学家也试验出一些制取氢的新方法,现在把这些新方法的一部分介绍如下:一.用氧化亚铜做催化剂从水中制氢气通常,用电解水生产氢的方法比较昂贵。
过去,也曾有人研究过用氧化亚铜催化剂从水中制取氢的方法,但在实验中氧化亚铜在阳光的作用下很容易还原成金属。
日本研究人员发现,将氧化亚铜制成粉末,可以避免发生这个问题。
他们的具体方法是,将0.5克氧化亚铜粉末添加入200立方厘米的蒸馏水中,然后用一盏玻璃灯泡中发出的460纳米~650纳米的可见光进行照射,在氧化亚铜催化剂的作用下,水分解成氢和氧。
日本的研究人员利用这项技术共进行了30次实验,从分解的水中得到了不同比例的氢和氧。
试验中发现,如果得到的氧的压力增加到500帕斯卡,水的分解过程就减慢。
氧化亚铜粉末的使用寿命可达1900小时之久。
东京技术研究所计划进一步研究如何提高氢的产生效率,同时研制能够在波长更长的可见光照射下发挥活性的催化剂,该研究所正在试验一种新的含铜铁合金的氧化物。
二、用新型的钼的化合物从水中制氢气西班牙瓦伦西亚大学的两位科学家发明了一种低成本的从水中制取氢的方法。
他们对催化转化器进行改造,使水分解时仅需很少的成本。
他们用一种从钼中获取的化学产品做催化剂,而不使用电能。
他们说,如果用氢作原料,从半升水中制得的氢足以使一辆小汽车行驶633公里。
三、用光催化剂反应和超声波照射把水完全分解的方法60年代末,日本两位科学家发现二氧化钛经光(紫外线)照射可分解水的现象。
他们本拟应用这一方法制氢,但由于氢和氧的生成量较少,在经济上不合算而中断了这一研究。
最近,据《日本工业新闻》报道,日本明星大学元田久志教授等人同时使用光催化剂反应和超声波照射的方法把水完全分解。
这种“超声波光催化剂反应”所以能使水完全分解,是由于在超声波的作用下,水可被分解为氢和双氧水,而双氧水经光催化反应又可分解成氧和氢。
不过超声波照射和二氧化钛光催化剂虽然获得了完全分解水的结果,但氧的生成量却较少。
在添加二氧化锰后,再用超声波照射,二氧化锰分解后的锰离子可溶解到溶液中,使双氧水产生大量的氧。
四、陶瓷跟水反应制取氢气日本东京工业大学的科学家在300 ℃下,使陶瓷跟水反应制得了氢。
他们在氩和氮的气流中,将炭的镍铁氧体(CNF)加热到300 ℃,然后用注射针头向CNF上注水,使水跟热的CNF接触,就制得氢。
由于在水分解后CNF又回到了非活性状态,因而铁氧体能反复使用。
在每一次反应中,平均每克CNF能产生2立方厘米~3立方厘米的氢气。
五、甲烷制氢气1.日本京都大学教授乾智行用镍铂稀土元素氧化物多孔催化剂,使甲烷、二氧化碳和水生成了氢气。
催化剂中镍、稀土元素氧化物和铂的组成比例为10:65:0.5。
其制备过程是,先将镍、稀土元素氧化物等原料加热熔解,然后导入氨气,使熔解物成为凝胶状,再进行干燥、热处理。
这种催化剂微粒孔径为2纳米~100纳米,具有很高的催化活性。
乾智行教授将该催化剂装进反应塔,然后加入二氧化碳、甲烷和水蒸气。
结果,在常压及550 ℃~600 ℃条件下,生成物为氢气和一氧化碳,升温至650 ℃,其转化率为80%;温度为700 ℃时,转化率几乎达到100%。
2.用C60作催化剂从甲烷制氢气日本工业技术院物质工学工业技术研究所用C60作催化剂,从甲烷制得氢气。
在现阶段,C60在高温条件下才能发挥功能,不能立刻达到实用,必须加以改良,制成在低温条件下也能工作的节能催化剂。
他们开发的催化剂,是在碳粉里掺10%的C60。
在加热到1000 ℃的容器里,放入0.1克催化剂,以1分钟流入20毫升甲烷的速度作实验,结果90%的甲烷分解成氢和碳。
C60用作催化剂,可用水洗净表面,除去附着的残存碳素,理论上可半永久使用。
由于形状独特,粒子表面面积为活性炭的5倍到10倍,因而作催化剂用时功能较强。
六、从微生物中提取的酶制氢气1.葡萄糖脱氧酶。
美国橡树岑国家实验室从热原体乳酸菌中提取葡萄糖脱氧酶。
热原体乳酸菌首先是在美国矿井中的低温干馏煤渣中发现的。
葡萄糖脱氧酶在磷酸烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADP)的帮助下,能从葡萄糖中提取氢。
在制取氢的过程中,NADP 从葡萄糖中剥取一个氢原子,使剩余物质变成氢原子溶液。
2.氢化酶。
这种酶是从曾在海底火山口附近发现的一种微生物中提取的。
氢化酶的作用是使NADP携载的氢原子结合成氢分子,而NADP还原为它原来的状态继续再次被利用。
除美国发现这种酶外,俄罗斯的科学家也在湖沼里发现了这种微生物。
他们把这种微生物放在适合于它生存的特殊器皿里,然后将微生物产出的氢气收集在氢气瓶里。
七、从细菌制取氢气1.许多原始的低等生物在其新陈代谢的过程中也可放出氢气。
例如,许多细菌可在一定条件下放出氢气。
日本已发现一种名为“红极毛杆菌”的细菌,就是制氢的能手。
在玻璃器皿里,以淀粉作原料,掺入一些其他营养素制成培养液,就可以培养出这种细菌。
每消耗5毫米淀粉营养液,就可以产生出25毫升的氢气。
2.美国宇航部门准备把一种光合细菌—红螺菌带到太空去,用它放出的氢气作为能源供航天器使用。
八、用绿藻生产氢气科学家们已发现一种新方法,使绿藻按要求生产氢气。
美国伯克利加州大学科学家说,绿藻属于人类已知的最古老植物之一,通过进化形成了能生活在两个截然不同的环境中的本领。
当绿藻生活在平常的空气和阳光中时,它像其他植物一样具有光合作用。
光合作用利用阳光,水和二氧化碳生成氧气和植物维持生命所需要的化学物质。
然而当绿藻缺少硫这种关键性的营养成分,并且被置于无氧环境中时,绿藻就会回到另一种生存方式中以便存活下来,在这种情况下,绿藻就会产生氢气。
科学家介绍,1升绿藻培养液每小时可以产生出3毫升氢气,但研究人员认为,绿藻生产氢气的效率至少可以提高100倍。
九、有机废水发酵法生物制氢气最近,以厌氧活性溶液为生产原料的“有机废水发酵法生物制氢技术”在我国哈尔滨建筑大学通过中试研究验证。
我国工程院院士李圭白教授介绍,该项研究在国内外首创并实现了中试规模连续非固定化菌种长期持续生物制氢技术,是生物制氢领域的一项重大突破,其成果处国际领先地位。
生物制氢思路1966年提出,90年代受到空前重视。
从90年代开始,德、日、美等一些发达国家成立了专门机构,制定了生物制氢发展计划,以期通过对生物制氢技术的基础性和应用性研究,在21世纪中叶实现工业化生产。
但时至今日,研究进程并不理想,许多研究还都集中在细菌和酶固定化技术上,离工业化生产还有很大差距,迄今尚无一例中试结果。
哈尔滨建筑大学的教授突破了生物制氢技术必须采用纯菌种和固定技术的局限,开创了利用非固定化菌种生产氢气的新途径,并首次实现了中试规模连续流长期持续产氢。
在此基础上,他们又先后发现了产氢能力很高的乙醇发酵类型,发明了连续流生物制氢技术反应器,初步建立了生物产氢发酵理论,提出了最佳工程控制对策。
该项技术和理论成果在中试研究中得到了充分验证:氢气产率比国外同类的小试研究高几十倍;开发的工业化生物制氢系统工艺运行稳定可靠,且生产成本明显低于目前广泛采用的水电解法。
2制氢工艺氢气的生产工艺有很多种,这里只对比介绍以煤和天然气为原料的工艺技术。
2.1煤制氢目前世界上工业化的先进煤制氢工艺有德士古水煤浆加压气化技术、鲁奇固定床加压气化技术、华东理工水煤浆加压气化技术、GSP和壳牌干粉煤加压气化技术和恩德粉煤气化技术。
国内的煤气化技术有固定床间歇气化、固定床富氧连续气化技术及间歇式流化床气化技术和粉煤加压气化技术均很成熟。
2.1.1煤制氢工艺比较(1)常压固定层间歇式无烟煤(或焦炭)气化技术这是目前我国生产氮肥的主力军之一,其特点是采用常压固定层空气、蒸汽间歇制气,要求原料为25-75mm的块状无烟煤或焦炭,进厂原料利用率低,单耗高、操作繁杂、单炉发气量低、吹风放空气对大气污染严重。
从发展看,属于将逐步淘汰的工艺。
(2)常压固定层无烟煤(或焦炭)富氧连续气化技术这是从间歇式气化技术发展过来的,其特点是采用富氧为气化剂、连续气化、原料可采用8-10mm粒度的无烟煤或焦炭,提高了进厂原料利用率,对大气无污染、设备维修工作量小、维修费用低、适合于有无烟煤的地方,对已有常压固定层间歇式气化技术的改进。