制氢技术比较及分析
工业上制氢气的方法及优缺点

工业上制氢气的方法及优缺点我国氢燃料电池基础设施建设已经进入加速期,为氢燃料电池汽车做好充分准备,但氢气的制备是目前需要攻克的难题。
工业制氢气包括很多种方法,都存在着各自的优势和局限性,本文将主要介绍工业上制取氢气的方法。
目前,工业上制氢气主要有几种方法:一是采用化石燃料制取氢气;二是从化工副产物中提取氢气;三是采用生物的甲醇甲烷制取氢气,四是利用太阳能、风能等自然能量进行水的电解。
1、化石燃料制氢化石燃料制氢是传统的制氢方法,也是制氢的老工艺,但仍然离不开对化石燃料的依赖,并且会排出二氧化碳等温室气体,一般用于制氢的化石燃料是天然气。
天然气制氢的过程是:在一定的压力和一定的高温及催化剂作用下,天然气中烷烃和水蒸汽发生化学反应。
转化气经过沸锅换热、进人变换炉使C0变换成H2和CO2。
再经过换热、冷凝、汽水分离,通过程序控制将气体依序通过装有3种特定吸附剂的吸附塔,由变压吸附(PSA)升压吸附N2、CO、CH4、CO2,提取产品氢气。
2、工业副产物制氢焦炉气制氢技术是采用变压吸附的工艺,从炼焦行业副产的焦炉气中提取纯氢。
其基本原理是利用固体吸附剂对气体的吸附具有选择性,以及气体在吸附剂上的吸附量随其分压的降低而减少的特性,实现气体混合物的分离和吸附剂的再生,达到提纯制氢的目的。
3、甲醇重整制氢甲醇水蒸汽重整是国外20世纪80年代兴起的一种制氢技术,加拿大、英国、澳大利亚等国家在这方面进行了大量研究。
该制氢工艺非常成熟,是国内小型化移动甲醇制氢的先驱企业,并已经将该技术与燃料电池发电技术高度集成,成功应用在新能源汽车、通讯基站等领域,应用前景非常好。
4、电解水制氢氢气还能够通过传统的电解水法获得,但这种方法由于能耗过高,除已建成装置外,已少有新建装置。
各种方法的优缺点工业上已经有多种制氢气的途径。
但是,这些方法都存在着各自的优势和局限性。
天然气制氢和焦炉气制氢均适用于大规模制氢,但也均受限于原料的供应,并且具有污染性。
主要制氢路径及优缺点

主要制氢路径及优缺点制氢是一种高效、清洁的能源转换方式,可应用于各个领域,如交通、电力等。
主要的制氢路径包括煤制氢、天然气水蒸气重整制氢、水电解制氢以及生物质制氢等。
下面将对这几种制氢路径的优缺点进行详细介绍。
1.煤制氢:煤制氢是通过加热煤炭并将其与水反应生成氢气。
这种方法主要有煤炭气化和煤燃烧两种方式。
煤制氢具有以下优点:-原料丰富:煤炭是一种广泛分布且资源丰富的能源资源;-生产成本低:在煤炭气化过程中,可以同时产生高温燃烧废气和余热,可用于发电以降低制氢的成本;-可实现二氧化碳回收:通过采用碳捕获和封存技术,可以捕获和封存制氢过程中产生的二氧化碳;-储存和运输方便:由于氢气可以被压缩或液化,使得氢气的储存和运输相对容易。
然而,煤制氢也存在以下缺点:-环境污染:煤炭气化会产生大量的污染物,如二氧化碳、氮氧化物和硫化物等;-碳排放高:煤制氢过程中产生的二氧化碳无法完全捕获和封存,会导致高碳排放;-能源效率低:煤制氢的能源转化效率较低,仅约为60%。
2.天然气水蒸气重整制氢:天然气水蒸气重整制氢是将天然气与水蒸气进行反应,生成氢气和二氧化碳。
这种方法具有以下优点:-原料丰富:天然气是一种广泛分布且资源储量丰富的能源;-温室气体排放低:虽然天然气水蒸气重整过程会生成二氧化碳,但排放量相对较低;-能源效率较高:天然气水蒸气重整制氢的能源转化效率较高。
然而,天然气水蒸气重整制氢也存在以下缺点:-二氧化碳处理难度大:天然气水蒸气重整过程无法完全捕获和封存产生的二氧化碳,处理难度较大;-传输成本较高:天然气水蒸气重整制氢需要建设大规模的管道网络来供应天然气作为原料,传输成本较高。
3.水电解制氢:水电解制氢是通过电解水来产生氢气。
这种方法具有以下优点:-温室气体排放低:水电解制氢过程中无排放任何温室气体;-能源效率较高:水电解制氢的能源转化效率较高;-可再生性:水电是一种可再生能源,可以用于水电解制氢。
然而,水电解制氢也存在以下缺点:-能源依赖性:水电解制氢需要依赖电力供应,如果电力供应来自传统燃煤发电厂,其温室气体排放量可能较高;-电解设备成本高:水电解制氢需要建设昂贵的电解设备,使得制氢成本相对较高。
制氢的方式及优缺点

制氢的方式及优缺一、天然气制氢1. 优点:原料丰富:天然气是一种相对普遍的资源,全球范围内都有分布。
技术成熟:天然气制氢技术已经发展得较为成熟,易于大规模生产。
成本相对较低:相较于其他制氢方式,天然气制氢的成本相对较低。
2. 缺点:依赖化石燃料:天然气属于化石燃料,使用该方法制氢会对环境产生一定的影响。
能耗较高:由于是热化学反应,能源消耗相对较高。
二、煤制氢1. 优点:原料丰富:煤是全球储量最丰富的化石能源,可用于大规模制氢。
技术成熟:煤制氢技术经过多年的发展已经相当成熟。
2. 缺点:污染较大:煤制氢过程中会产生大量的二氧化碳和其他污染物,对环境影响较大。
能耗高:与天然气制氢相似,煤制氢的能源消耗也相对较高。
三、工业副产氢1. 优点:来源广泛:工业副产氢可以从多种工业过程中获得,如石油重整、煤气化等。
技术简单:工业副产氢通常从已有工艺中获得,技术难度相对较低。
2. 缺点:供应不稳定:工业副产氢的供应受相关工业生产的影响,可能存在不稳定性。
品质不一:由于来源多样,工业副产氢的品质可能存在差异。
四、重油裂化制氢1.优点:可利用重油资源:重油是一种丰富的能源资源,通过裂化可以转化为氢气。
技术进步:随着技术的进步,重油裂化制氢的效率得到提高。
2.缺点:环境影响:重油裂化过程中会产生一定的污染物,对环境有潜在影响。
高能耗:重油裂化需要高温高压条件,能耗较高。
五、电解水制氢1.优点:环境友好:电解水制氢过程中不产生污染物,是完全清洁的制氢方式。
可再生能源:电解水使用的电能可以来源于可再生能源(如太阳能、风能),符合可持续发展的要求。
2.缺点:高能耗:电解水制氢的能耗较高,目前成本相对较高。
效率问题:目前电解水制氢的效率相对较低,需要进一步的技术提升。
新能源制氢技术发展现状及前景分析

2、电力领域
在电力领域,氢能也有着广泛的应用前景。氢能可以作为一种储能介质,将 多余的电能储存为氢气,并在需要时释放出来。这种储能方式具有较高的能量密 度和灵活性,可以解决可再生能源发电不稳定性问题,提高电力系统的可靠性。 此外,氢燃料电池还可以作为一种电力来源,为建筑物、工业设施等提供电力和 热能。
1、未来趋势和市场需求
随着全球能源结构转型和环境保护意识的提高,新能源制氢技术的未来发展 将呈现以下趋势:首先,技术研发将更加注重提高能效、降低成本、优化产氢效 率和稳定性等方面;其次,新能源制氢技术将在更多领域得到应用,如能源存储、 交通运输、工业生产等;最后,政策支持将推动新能源制氢技术的发展,同时市 场需求也将持续增长。
一、新能源制氢技术发展现状
1、生产方式和特点
新能源制氢技术主要通过可再生能源(如太阳能、风能、地热能等)和水反 应生成氢气。其中,光解水制氢和电解水制氢是两种最常用的方法。光解水制氢 利用太阳能分解水分子生成氢气和氧气,具有环保性和高效性,但受限于太阳光 的强度和光谱分布。电解水制氢是通过电力驱动水电解过程,将水分解为氢气和 氧气,电能来源可以是可再生能源或化石燃料。
二、氢能应用的发展前景
1、交通运输领域
氢能作为一种清洁、高效的能源,在交通运输领域具有广泛的应用前景。氢 燃料电池汽车是一种使用氢气作为燃料的新型汽车,与传统汽车相比,它具有零 排放、高能量密度、快速加注等优点。此外,氢燃料电池汽车还可以利用可再生 能源电力进行充电,从而降低对化石燃料的依赖。因此,氢燃料电池汽车被认为 是未来新能源汽车的重要发展方向之一。
新能源制氢技术发展现状及前 景分析
目录
01 一、新能源制氢技术 发展现状
03 三、结论
02
制氢技术比较及分析

制氢技术综述&制氢技术路线选择一、工业制氢技术综述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)生物质制氢。
(6)生物制氢。
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)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,我们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3. 天然气制氢(1)天然气部分氧化制氢因需要大量纯氧增加了昂贵的空分装置投资和制氧成本。
(2)天然气自热重整制氢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,生产能力低的特点。
(3)天然气绝热转化制氢大部分原料反应本质为部分氧化反应。
(4)天然气高温裂解制氢其关键问题是,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。
(5)天然气水蒸汽重整制氢,该工艺连续运行, 设备紧凑, 单系列能力较大, 原料费用较低。
因此选用天然气水蒸汽重整制氢进行方案对比。
4.甲醇制氢(1)甲醇分解制氢,该反应是合成气制甲醇的逆反应,在低温时会产生少量的二甲醚。
(2)甲醇水蒸汽重整制氢,是甲醇制氢法中氢含量最高的反应。
常规的制氢方法及几种制氢技术的优劣势

常规的制氢方法及技术的优劣势1、工业上常用的制氢方法工业制氢方案很多,主要有以下几类:(1)煤制氢;(2)天然气制氢;(3)甲醇制氢:包括甲醇水蒸汽重整制氢、甲醇直裂制氢、甲醇部分氧化制氢;(4)水解制氢(5)富氢气体提纯制氢:各种富氢尾气(氯碱厂副产氢、炼油厂副产氢、合成氨厂副产氢、煤化工副产氢等)。
2、主流的工业制氢方案选择(1)煤制氢工艺流程复杂,环保问题也突出,目前中小型的煤制氢已经不再审批。
(2)富氢气体提纯制氢主要依托上游主装置,依赖性较强。
(3)在制氢领域,目前主要的是水电解制氢、甲醇制氢、天然气制氢,我们分别作详细介绍:3、主流的工业制氢方案介绍对比(1)电解水制氢原理是电解液(一般是含有30%左右氢氧化钾(KOH)的溶液),在接通直流电后,水分解为氢气和氧气。
该方法技术成熟、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;目前商品化的水电解制氢装置的操作压力为0.8~3.0MPa,操作温度为80~90℃,制氢纯度可达99.7%,制氧纯度达99.5%。
(2)甲醇制氢原理是甲醇和水反应生成氢气和二氧化碳的合成气,再经过PSA提纯,得到高纯度的氢气。
该方法原料为甲醇和脱盐水,原料来源方便,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;甲醇的单程转化率可达95%以上,氢气的选择性高于99.5%,再利用变压吸附技术,可得到纯度为99.999%的氢气,一氧化碳的含量低于1ppm。
(3)天然气制氢原理是天然气和水反应生成氢气和二氧化碳的合成气,再经过PSA提纯,得到高纯度的氢气。
该方法原料来源方便,不需要设置原料储罐,单系列能力较大, 原料费用较低。
反应温度在600-800℃,制氢过程需吸收大量的热,高温高压必然对设备的要求也比较高因此该装置投资高。
转化气经过变压吸附,可得到纯度为99.999%的氢气,4、主流的工业制氢方案选择4.1 小型制氢采用电解水方法(1)多年来,水电解制氢技术自开发以来一直进展不大,其主要原因是需要耗用大量的电能,电价的昂贵,用水电解制氢都不经济。
制氢方法汇总及对比

制氢方法汇总及对比目录1.产生氢气的方式1.1实验室制氢的方式1)活泼金属(如钠汞齐、钙)与水反应;2)锌与盐酸或稀硫酸反应;3)铝或硅(硅铁)与氢氧化钠溶液反应;4)金属氢化物(如LiH、 CaH2、 LiAlH4)与水反应;5)野外制备氢常用氢化钙。
因原料成本及原料稀少不能大规模工业应用。
暂不进行分析。
1.2工业制氢的方式1.2.1由石油热裂的合成气或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种方法制氢气。
1.2.2甲醇裂解制氢在一定的压力、一定温度及特种气固催化剂作用下,甲醇和水发生裂解变换反应。
转化为~75%H2和~24%CO2、极少量的CO、CH4。
转化汽经过换热、冷凝、净化,自动程序控制让将未反应的水和甲醇返回原料液罐循环使用,净化后的气体依序通过装有多种特定吸附剂的吸附塔。
通过PSA一次性分离除去CO、CH4、CO2提取产品氢气。
因电解水成本较高,近年来许多原用电解水制氢的厂家纷纷进行技术改造,改用甲醇蒸汽转化制氢的新工艺路线。
1.2.3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。
1.2.4焦炉煤气制氢用几种烟煤配制成炼焦用煤,在炼焦炉中经过高温干馏后,在产出焦炭和焦油产品的同时所产生的焦炉煤气,把经初步提净的焦炉煤气冷冻加压,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)。
电解水制氢技术的原理与优缺点

电解水制氢技术的原理与优缺点随着低碳经济和节能减排的需求日益增长,绿色能源逐渐成为了人们重视的话题。
而氢能作为一种理论上的最为清洁的能源形式,近年来备受关注。
因此,氢能的制备成为了一个热门的研究方向。
在氢能技术的众多制氢方法中,电解水制氢逐渐受到了研究人员的青睐。
那么,电解水制氢技术到底是什么?它的优缺点又有哪些呢?本文将一一为您讲解。
一、电解水制氢技术的原理电解水制氢就是利用电能使水发生水电解反应,将水分子分解成氢气和氧气的过程。
该过程可以用化学式来表达:2H2O(l)→2H2(g)+O2(g)。
在电解水制氢过程中,需要在水分子中引入电能,才可以让水分子中的氧气和氢气分离并释放出来。
电解水制氢的主要反应是一个电解反应。
在该反应中,锌板等电极负极,在水中接受电子,则水中的氢离子(H+)被还原成为氢分子(H2)。
氢离子是水中的酸性离子,它是酸性溶液中的自由离子,因为H+无法存在于水中而溶解,所以氢离子也就存在了。
电极的阳极则会氧化水中的水分子,生成氧气(O2)和氢离子。
该电解反应可以用如下的化学式表示:阴极:2H+(aq)+2e- —> H2(g)阳极:O2(g)+4H+(aq)+4e- —>2H2O(l)反应方程式可以很清晰地表明在电解水制氢过程中,水分子会在电能的驱动下产生水电解反应,进而释放出氢气和氧气两种气体。
二、电解水制氢技术的优缺点电解水制氢技术有其独特的优缺点。
下面,我们将针对其优缺点分别进行讨论:优点:1. 无污染,环保。
电解水制氢技术是一种非常环保的制氢方法,其制氢过程所需要的原料水是一种非常廉价并且广泛存在的资源,没有污染问题,可以循环使用。
“电解后IOCOSUH2Nietakei”氢气是一种理论上最为干净的能源,不会产生二氧化碳等有害气体。
2. 独立性强。
电解水制氢技术可以建造在任何地方,而且不需要连接任何专门的管道和输送系统,这使得该技术可以独立自主运作,非常方便。
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制氢技术综述&制氢技术路线选择一、工业制氢技术综述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)生物质制氢。
(6)生物制氢。
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)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,我们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3. 天然气制氢(1)天然气部分氧化制氢因需要大量纯氧增加了昂贵的空分装置投资和制氧成本。
(2)天然气自热重整制氢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,生产能力低的特点。
(3)天然气绝热转化制氢大部分原料反应本质为部分氧化反应。
(4)天然气高温裂解制氢其关键问题是,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。
(5)天然气水蒸汽重整制氢,该工艺连续运行, 设备紧凑, 单系列能力较大, 原料费用较低。
因此选用天然气水蒸汽重整制氢进行方案对比。
4.甲醇制氢(1)甲醇分解制氢,该反应是合成气制甲醇的逆反应,在低温时会产生少量的二甲醚。
(2)甲醇水蒸汽重整制氢,是甲醇制氢法中氢含量最高的反应。
这种装置已经广泛使用于航空航天、精细化工、制药、小型石化、特种玻璃、特种钢铁等行业。
(3)甲醇部分氧化制氢,由于通入空气氧化,产品气中氮气和氧气的含量较高。
因此选用甲醇水蒸汽重整制氢进行方案对比。
5.水解制氢(1)电解水制氢,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。
目前国内多晶硅企业多用此工艺制氢。
(2)聚合电解质薄膜电解制氢,由于相对成本高、容量小、效率低和使用期短,技术目前尚不成熟。
(3)光电解制氢,实际是利用太阳能制氢。
(4)生物光解制氢,是一种生物制氢工程。
(5)热化学水解技术目前尚不成熟。
因此选用电解水制氢进行方案对比。
6.工业化制氢现状6.1 三种制氢方案对比1)天然气水蒸汽重整制氢2)甲醇水蒸汽重整制氢3)电解水制氢6.2 大型制氢:天然气水蒸汽重整制氢占主导地位特点:1) 天然气既是原料气也是燃料气,无需运输,氢能耗低,消耗低,氢气成本最低。
2) 自动化程度高,安全性能高。
3) 天然气制氢投资较高,适合大规模工业化生产,一般制氢规模在5000Nm3/h以上时选择天然气制氢工艺更经济。
6.3 小型制氢、高纯氢采用电解水方法(1)多年来,水电解制氢技术自开发以来一直进展不大,其主要原因是需要耗用大量的电能,电价的昂贵,使得世界上除个别地区外,用水电解制氢都不经济。
(2)电解水制氢,规模一般小于200 Nm3/h,是较成熟的制氢方法,由于它的电耗较高,达到5~8 kwh/Nm3 H2,其单位氢气成本较高。
6.4甲醇水蒸汽重整制氢是中小型制氢的首选1) 甲醇蒸汽重整制氢与大规模的天然气制氢或水电解制氢相比,投资省,能耗低。
由于反应温度低(230℃~280℃),工艺条件缓和,燃料消耗也低。
与同等规模的天然气制氢装置相比,甲醇蒸汽转化制氢的能耗约是前者的50%。
2)甲醇蒸汽重整制氢所用的原料甲醇易得,运输,储存方便。
而且由于所用的原料甲醇纯度高,不需要再进行净化处理,反应条件温和,流程简单,故易于操作。
7.氢气的提纯方法7.1 深冷吸附和变压吸附提纯氢气目前制备高纯氢多用变压吸附的方法进行提纯氢气。
变压吸附可将氢气纯度提高至99.99%以上。
7.2氢气的品质的要求GT公司要求制氢装置提供氢气规格:PPP公司要求还原氢气规格:DEI公司要求还原氢气规格:说明:(1)上述几家提供的氢气规格均是还原用氢气,冷氢化用氢气要求应该低一点,但到目前为止尚未得到相关数据。
(2)从上述几家提供的氢气规格要求看,纯度要求各不相同,但对氢气中的碳含量要求类似,都在1 ppm以下。
7.3 采用钯膜、深冷吸附与变温吸附进一步提纯氢气从上表中可以看出,GT公司等技术提供商要求的,用于多晶硅还原炉生产所要求的氢气,其纯度指标要求很高,氢气中的总碳含量要求达到1ppm以下。
目前,通过变压吸附可将氢气的纯度提纯至99.99%~99.999%。
但其总碳含量很难做到1ppm以下。
采用钯膜、深冷吸附或变温吸附这三种方法均可以进一步提纯氢气。
7.4 钯膜、深冷吸附与变温吸附7.5 钯膜、深冷吸附与变温吸附比较(1)钯膜吸附总投资约8、9百万元(按处理1200Nm3/h氢气),运行成本0.2元/Nm3/h-H2。
钯膜使用寿命约1年,在使用时,要求尽可能连续运行,短时间停车时,必须用高纯氮进行保护。
钯膜能将四个九至五个九的氢气提纯至六个九。
钯膜要求进口压力在1.5~2.0MPa范围内。
国内多晶硅到目前为止只有一家采用了此技术,主要是处理CVD循环氢气,刚用了几个月。
(2)深冷吸附能将氢气提纯至九个九以上,总投资约100万欧元(按处理1200Nm3/h氢气初步估价)。
运行成本极低,平均电耗低于0.5kwh/h。
吸附柱使用寿命15年。
在国内多晶硅还没有应用,目前只知道法液空有此技术,国内还不清楚有谁能做。
(3)变温吸附总投资约30余万元,初始使用时效果很好,但使用后效率有衰减,切换频率提高较快。
吸附剂使用寿命约1~2年。
通常用碳吸附剂。
使用效果不好时可能有碳带入。
(4)使用建议,如仅考虑CVD初次开车用新鲜氢气的提纯,可考虑使用变温吸附,这种方案投资最低。
如考虑CVD循环氢气的提纯,钯膜和深冷吸附均可。
四、天然气重整制氢和甲醇重整制氢对比五、备选制氢工艺的技术经济评价1. 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)2.制氢方案氢气质量指标对比2.1 甲醇制氢和天然气制氢指标是厂家提供能达到的指标,水电解制氢指标是某公司参考指标。
2.2 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)。
2.3 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 ,O2:1.2 ppm),其总碳含量能控制在1 PPm以下。
3.原材料能源价格变化的影响3.1 我国天然气价格现状及市场走势(1)我国天然气定价机制及存在的问题- 长期以来,我国为了鼓励天然气消费,国内天然气的定价相对较低。
目前进口天然气价格和国内天然气价格严重倒挂。
目前我国的天然气出厂价格大约为1.18元/m3,而通过中亚管道进口的天然气到达中国口岸的完税价格高达2元/m3以上。
- 挂钩的替代能源选择不合理。
- 天然气价格不反映季节需求差异。
- 机制不顺等问题影响天然气供应。
(2)供需状况及价格走势- 天然气消费量加速上升,供需缺口明显。
- 天然气消费比重逐渐提高,价格上涨压力较大。
国内天然气消费需求的快速增长与供给不足之间的矛盾势必会推高价格。
加上进口气价较高的压力,可预见国内气价将逐渐与国际接轨,国内天然气价格走高将是必然趋势。
3.2 我国甲醇价格现状及市场走势年份国内价格(元/吨)2003年2150~25502004年2300~26502005年2400~28002006年2600~29002007年3200~45002008年3300~35002009年2200~26002010年2000~26002011年2200~2800根据设计院可研报告预测:国内甲醇生产能力和产量逐年上升,市场供应量偏高,抑制了甲醇价格上涨的空间。
预计未来几年甲醇价格不会有大的波动,国内市场价格将维持在2200~2800元/吨左右。
六、结论和建议1. 采用天然气的蒸汽重组方案,优点是原料价格低廉,运行成本低,制氢规模在5000Nm3/h以上时优势明显。
缺点是投资规模大,工艺复杂,操作难度大,安全性差,2000Nm3/h以下时无规模优势,从长远看,天然气价格有上升趋势,运行费用将来会逐渐增加,日后的运行成本相对于甲醇制氢并无优势2. 采用甲醇的蒸汽重组工艺,优点是原料价格相对低廉,投资规模小,运行成本低,装置简单,开车后受外界影响小,开停车方便,工艺简单。
缺点是运行成本比天然气法略高。
建议采用方案:工艺路线:甲醇的蒸汽重组工艺。
氢气规格:。