制氢工艺技术比较
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。
三源与首创焦炉煤气制氢工艺对比
图 ２ 首创 制 氢 工艺流 程
２ 工艺 对 比
烧 系统 ，再 生完 毕 的换 热器保 持 备用状 态 。冷 冻 分 离完 全 采 用 德 国 Ｌ ｉ ｎ ｄ ｅ公 司 的技 术 ，从 ２ ０ ０ ６
２ 套装置 的工艺流程有许多相 同点 ，但也存 在着一定 的差异 ，首先是原料气成分 的差异。三
化企业向生产石油化工 、尼龙化工等高附加值产 品企 业发 展 的转变 。
１ 工 艺流程
１ ． １ 三 源制 氢装 置工 艺流程
工科技有限公司的 ３ ０ ０ ０ ０ ｉ ｎ ／ ｈ 焦炉煤气制氢装 置 （ 简 称首 创制 氢装 置 ） 。三 源制 氢装 置 和首 创
制氢 装置 分别 于 ２ ０ ０ ６年 １ ０月 ２ ６ 日和 ２ ０ １ ０年 １ ０
宁 红军 ，朱俊 勇 ，王 晓珍
（ 平顶 山市三源制氢有 限公 司 ，河南 平顶 山 ４ ６ ７ ０ ０ ０ ）
［ 中图分类号 ］Ｔ Ｑ １ １ ６ ． ２ ２ ［ 文献标识码】 Ｂ ［ 文章编号］ １ ０ ０ ４ — ９ ９ ３ ２ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２ — ０ ０ ２ ８ — ０ ３
三源制氢工艺流程简单 （ 见图 ２ ） 。 焦炉煤气首先进入静电除焦油器 ，在高压电 晕电场中除去焦油 、苯等液态雾滴及水颗粒后进 人原料 除油器 ，进一步除去其中的萘、苯 、焦油 等固液态物质 ，初步净化的气体进入往复式压缩 机一段加压至 ０ ． １ ２ Ｍ Ｐ ａ 后进入预处理净化工序
第２ 期
宁红军等 ：三源与首创焦炉煤气制氢工艺对 比
・ ２ ９・
（ 由 ６台预处 理塔 组 成 ，分 为 变 温 吸 附 和 变压 吸
的工作 方式 ）进 一 步 脱 除 原料 气 中 的杂 质 组 分 ， 获 得初 步精 制 的净化 气 ，再 经 往 复 式压 缩 机 ２～ ４级 提压 至 １ ． ６ ＭＰ ａ 送Ｐ Ｓ Ａ氢提 纯工 序 ，提 纯得
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。
天然气制氢工艺技术
天然气制氢工艺技术天然气制氢是一种环保、高效的氢能源生产技术，具有很大的潜力。
天然气是一种丰富的能源资源，主要由甲烷组成，而甲烷是制氢的主要原料。
天然气制氢工艺技术主要分为蒸汽重整法、燃烧法和膜分离法三种。
蒸汽重整法是一种常用的制氢方法，它是通过将天然气与蒸汽混合在催化剂的作用下反应生成氢气和二氧化碳。
这种方法具有制氢反应速度快、工艺简单等优点。
同时，蒸汽重整法还可以通过控制操作条件进行灵活调节，以满足不同场景下的制氢需求。
然而，蒸汽重整法在操作过程中产生的二氧化碳需要进行处理，以减少对环境的影响。
燃烧法是一种直接利用天然气燃烧产生水蒸气和二氧化碳的方法，进而通过水蒸气和二氧化碳反应生成氢气。
这种方法具有制氢效率高、操作简单等特点，但也需要对产生的二氧化碳进行处理，以减少温室气体排放。
膜分离法是一种基于气体分子在薄膜上扩散速率不同的原理进行氢气富集的方法。
天然气中的甲烷在高压条件下通过膜的选择性渗透，分离出氢气。
这种方法具有能耗低、操作简单等优点，同时可以减少二氧化碳排放。
然而，膜分离法中膜材料的选择和稳定性是制约其应用的主要问题。
天然气制氢工艺技术的发展还面临一些挑战。
首先，天然气是一种有限资源，因此需要在开采和利用过程中合理规划和节约资源。
其次，工艺技术的稳定性和经济性也是制约其发展的关键因素，需要继续进行研究和优化。
此外，二氧化碳的处理和排放问题也需要解决，以减少对环境的影响。
然而，天然气制氢工艺技术的优势仍然明显。
天然气资源丰富，可以为氢能源提供可靠的原料，使得制氢过程更加可持续。
同时，天然气制氢可以减少对传统能源的依赖，有利于改善能源结构和减少环境污染。
另外，天然气制氢技术的应用也能为氢能源的推广提供更多的途径和可能性。
综上所述，天然气制氢工艺技术是一种具有潜力和发展前景的氢能源生产技术。
蒸汽重整法、燃烧法和膜分离法是目前主要的制氢方法。
但是，工艺技术的稳定性、资源利用和环境管理仍然是需要解决的关键问题。
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。
制氢技术比较及分析报告
制氢技术比较及分析报告在反应器中得到有效控制，避免对设备和环境造成污染。
该工艺能耗较低，但对反应器材料要求高，装置投资较大。
对于工业制氢方案的选择，我们重点考虑成本、纯度和生产能力等因素。
其中，天然气制氢、甲醇制氢和水电解制氢是比较常用的方案。
天然气制氢虽然成本较低，但能耗高、装置投资大；甲醇制氢则需要大量的甲醇作为原料，成本较高；而水电解制氢则能够达到较高的纯度要求，但装置投资也较大。
因此，我们需要根据实际情况进行综合考虑，选择最适合自己的制氢方案。
在天然气制氢方案中，水蒸汽重整、部分氧化、自热重整、绝热转化和高温裂解等方法各有优缺点。
水蒸汽重整虽然成本较低，但能耗高、装置投资大；部分氧化能够提高生产能力，但制氧成本较高；自热重整虽然能够合理利用反应热量，但装置投资也较大；绝热转化具有流程短、操作单元简单等优点，但装置投资也较大；高温裂解能耗较低，但对反应器材料要求高，装置投资也较大。
因此，我们需要根据实际情况进行选择，综合考虑成本、生产能力和环保等因素。
总之，选择适合自己的制氢方案需要综合考虑多方面因素，包括成本、纯度、生产能力和环保等。
在具体方案选择时，需要根据实际情况进行综合分析和评估，以达到最优的制氢效果。
制氢技术有多种方法，其中包括电解水制氢、聚合电解质薄膜电解制氢、光电解制氢、生物光解制氢和热化学水解。
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。
聚合电解质薄膜电解制氢技术相对成本高，容量小，效率低，使用期短，目前尚不成熟。
光电解制氢是利用太阳能制氢，而生物光解制氢是一种生物制氢工程。
热化学水解技术目前尚不成熟，需要进一步商业化发展。
在制氢方案对比中，天然气水蒸汽重整制氢、甲醇水蒸汽重整制氢和电解水制氢是主要的三种方案。
大型制氢中，天然气水蒸汽重整制氢占主导地位，因为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。
氢能源生产技术比较
氢能源生产技术比较随着全球能源危机日益加剧，寻找新型可再生能源已经成为全球各国共同的目标。
在这些可再生能源中，氢能源作为一种最为潜力巨大的清洁能源已经得到人们的广泛关注。
现在，氢能源的制备技术也不断更新和改善，不同制备方法可以达到不同的效果。
那么，本文将要探讨的就是各种氢能源生产技术的比较。
一、化石能源制氢技术化石能源制氢技术是将化石能源使用化学反应制氢，目前最常见的方法是使用天然气制备氢气。
如果以碳基燃料如煤和天然气为主要原料，则烃类将经过蒸汽重整和子午线加氢等工艺，生成含氢气体，其中以液态氨催化制氢更为常见。
此方法通过反应方程式：CnHm + nH2O -> nCO + (2n+m)H2 来制备氢气。
优点：化石能源丰富，成本较低，制氢成本较低。
缺点：使用化石能源将会排放大量的二氧化碳，导致环境问题，属于不可持续的制氢技术。
二、生物质制氢技术生物质制氢技术是利用微生物和生物质发酵产生氢气的生产方法。
主要有生物法和光合作用发电法。
与传统的生产工艺相比，生物法的注入量低、反应时间短、操作简便，并且不污染环境。
优点：该技术广泛使用生物质资源生产氢气，可回收资源。
生产过程无二氧化碳的排放，同时能较好地满足市场需求的绿色产物。
缺点：微生物需要特定条件培育，培养过程较为复杂，生产成本较高。
三、水电解制氢技术水电解制氢技术是利用电能将水分解为氧气和氢气的方法，是一种以电能为能源的制氢技术。
优点：加水可生成氢气和燃料电池级别的纯氢气，而且制氢成本低。
电子可从太阳能或风力发电机等所得到的可再生能量中获得。
缺点：水电解制氢技术需要大量的电能，而且该种电能通常来源于燃煤发电或其他污染能源，同时也需要足够的纯水。
四、太阳能制氢技术太阳能制氢技术利用光合作用原理使太阳能转化为氢气的方法。
该方法的能量来自太阳能，通过太阳能浸泡式法或暴露式法，利用光合作用原理把水分解成氢气和氧气，从而使人们能够充分利用这种能源。
优点：太阳能作为一种最为纯净和环保的能源，太阳能制氢技术具有非常大的发展潜力和市场价值。
天然气制氢技术的不同方法
几种天然气制氢技术的介绍1、天然气部分氧化制氢技术天然气氧化制氢技术和传统的蒸汽重整方法相比，其能耗相比较而言是低的，主要采用比较低廉的耐火材料堆砌反应，但是这个过程也需要纯度比较高的氧气，这也无形中增加了制氧成本和设备成本，天然气催化部分的氧化器主要是采用了高温无机陶瓷，这样能够将廉价制氧和制氢相结合。
2、自热重整制氢这个工艺流程转变了由外部供热到内部自己提供热源，对能源利用比较合理，这个过程主要是在反应产生的热量能够被其他反应需要热量所利用，实现自身供热。
这个技术的工作原理就是在反应器中耦合了一些热量，这些热量主要是天然气燃烧反应所产生，同时还可以天然气水蒸气进行反应，能够实现反应的自供热。
另外，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，这个过程仍然需要一些高端抗高温的仪器，这些仪器主要有不锈钢管，在也就增加了天然气制氢的成本，同时还有生产力低下等一下缺点。
3、高温裂解制氢技术天然气高温裂解制氢是天然气经高温催化分解为氢和碳该过程由于不产生二氧化碳，被认为是连接化石燃料和可再生能源之间的过渡工艺过程。
辽河油田对于天然气高温催化裂解制氢，广泛开展了大量研究工作，所产生的碳能够具有特定的重要用途和广阔的市场前景。
4、绝热转化制氢技术绝热转化制氢技术在当前比较先进，这种技术最大的特点就是其反应原料为部分氧化反应，能够提高天然气制氢装置的能力，可以更好地控制速度步骤。
天然气转化制氢工艺主要采用的是空气痒源，设计的含有氧分布器的反应器可解决催化剂床层热点问题及能量的合理分配，催化材料的反应稳定性也因床层热点降低而得到较大提高，天然气绝热转化制氢在加氢站小规模现场制氢更能体现其生产能力强的特点，并且该新工艺具有流程短和操作单元简单的优点，通过该工艺能够降低投资成本和制氢成本，能够提高企业的经济效益。
5、传统天然气制氢工艺传统的天然气制氢的工艺流程由原料气处理、蒸汽转化、CO变换和氢气提纯四大单元组成。
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制氢工艺技术比较
摘要：本文简要介绍了几种主要制氢工艺技术方法及生产特点，同时从原材料、经济用氢规模等方面对几种主要制氢方法进行了比较，并给出了今后精细化工行业中与特定规模相匹配的制氢工艺技术。
关键词：制氢工艺技术方法比较市场
氢气是一种重要的工业产品，它广泛用于石油、化工、建材、冶金、电子、医药、电力、轻工、气象、交通等工业部门和服务部门，由于使用要求的不同，这些部门对氢气的纯度、对所含杂质的种类和含量都有不相同的要求，特别是改革开放以来，随着工业化的进程，大量高精产品的投产，对高纯度的需求量正逐步加大，对制氢工艺和装置的效率、经济性、灵活性、安全都提出了更高的要求，同时也促进了新型工艺、高效率装置的开发和投产。
一、主要制氢工艺技术方法
1.电解水制氢
水电解制氢是目前应用较广且比较成熟的方法之一。
水为原料制氢过程是氢气与氧燃烧生成水的逆过程，因此只要提供一定形式一定的能量，则可使水分解。
提供电能使水分解制得氢气的效率一般在75～85%，其工艺过程简单，无污染，目前国内经济规模是300m3/h 以下，主要是要求配电的功率太大，单套装置无法实现大型化，因此其应用受到一定的限制。
2.天然气转化制氢
该法是在有催化剂存在下与水蒸气反应转化制得氢气，反应在800～820℃下进行。
用该法制得的气体组成中，氢气体积含量可达74%，大多数大型合成氨合成甲醇工厂均采用天然气为原料，催化水蒸气转化制氢的工艺，该工艺流程复杂，投资大，能耗高，考虑到这些因素的影响，目前天然气制氢经济规模在1000～5000nm3/h，而后我国曾开发间歇式天然气蒸汽转化制氢工艺，制取小型合成氨厂的原料，这种方法不必采用高温合金转化炉，装置投资成本低。
其生产成本主要取决于原料来源，我国天然气分布不均，采用该方法受到限制。
3.煤焦化或煤气化转化法制氢
以煤为原料制取含氢气体的方法主要有两种：一是煤的焦化（或称高温干馏），二是煤的气化。
3.1焦化是指煤在隔绝空气条件下，在900～1000℃制取焦炭，副产品为焦炉煤气，焦炉煤气组成中含氢气55～60%（体积）、甲烷23～27%、一氧化碳6～8%等，而后将其中的萘、硫等杂质去除，通过变压吸附装置将焦炉煤气中的氢气提纯，该工艺流程复杂，投资大，规模大能耗高，同时受到焦化行业的制约。
3.2大型工业煤气化炉如鲁奇炉是一种固定床式气化炉，所制得煤气组成为氢气37～39%（体积）、一氧化碳17～18%、二氧化碳32%、甲烷8～10%。
我国拥有大型鲁奇炉，每台产气量可达100000m3/h，另一种新型炉型为气流床煤气化炉，称德士古煤气化炉，用水煤浆为原料，目前已建有工业生产装置生产合成氨、合成甲醇原料气，
其煤气组成为氢气35～36%（体积）、一氧化碳44～51%、二氧化碳13～18%、甲烷0.1%，甲烷含量低为其特点。
采用煤气化制氢方法，其设备费占投资主要部分，因此水煤气制氢适合100000 m3/h以上的大型氢气用户，一般用于合成氨和甲醇生产中。
4.甲醇水蒸气转化制氢
4.1甲醇水蒸气转化原理及变压吸附原理
4.1.1甲醇水蒸气转化原理
甲醇与脱盐水的蒸汽混合物在转化器中加压加热催化和转化一
步完成，生成以氢气和二氧化碳为主的转化气（其组成为氢气体积74.5%、二氧化碳24.5%、一氧化碳1%）。
4.1.2变压吸附原理
变压吸附工作原理是利用吸附剂对不同吸附质的选择性和吸附
剂对吸附质的吸附容量随压力变化而有差异的特性，在高压下吸附原料中的杂质组分、低压下脱附这些杂质而使吸附剂获得再生。
4.2 工艺流程简述
来自用户的脱盐水与回收在循环液缓冲罐中未反应的甲醇和水
混合，经过循环液升压泵加压与来自甲醇缓冲罐经甲醇升压泵加压的原料甲醇按1：1的重量比混合后，进入换热器中，与来自转化器的转化气进行第一次热交换。
完成第一次热交换后的原料液随即进入汽化塔，在再沸器中与导热油进行第二次热交换完成汽化然后通过过热器再次被加热。
转化气进入到psa脱碳工序，经八塔七次均压加抽真空变压吸附过程，从而得到半产品气，杂质被排放到大
气中。
半产品气进入到psa提氢工序进一步被提纯，在提氢工序经采用八塔五次均压加抽真空变压吸附过程，最终得到纯度为
99.999%以上的氢气（一氧化碳+二氧化碳小于10ppm）。
采用甲醇水蒸气转化制氢技术，工艺流程简单，投资少，操作方便灵活，制氢规模在5000～10000 nm3/h，甲醇的消耗可降至最低，目前山西最具代表的精细化工企业山西三维集团股份有限公司将
陆续建设两套8400nm3/h甲醇水蒸气转化制氢装置，因此，该工艺技术将成为今后精细化工企业制氢技术的典范。
结论
综上所述，随着精细化工的行业的发展，未来市场对氢气的需求将会日趋增多，制氢原材料的来源将制约精细化工行业的发展，由于我们国家资源、能源分布不均，特别是对于严重缺乏煤、石油、天然气的地区，精细化工企业要发展和生存下去，就必须寻找出适合于企业自身的发展道路，而精细化工企业的用氢量在5000～10000nm3/h时，甲醇水蒸气转化制氢技术表现出很好的技术经济指标，今后将受到更多精细化工企业的重视，市场前景乐观。