新能源概论-PPT8-氢能开发利用技术精编版

1、 氢能社会构想 氢的利用（用户）氢的利用（用户） CO2处理处理 加氢站加氢站 电厂电厂 氢的制造（再生能源制氢）氢的制造（再生能源制氢） 氢的制造 氢的运输 氢的利用（燃氢的利用（燃 料电池工厂）料电池工厂） （一）（一）氢的制造 （二）（二）氢的储存 氢能 （三）（三）氢的利用 氢的制造 一、水电解制氢 二、化石能源制氢 蒸汽转化法 部分氧化法 煤气化法 无CO2排放的制氢技术 三、生物质制氢 四、太阳能制氢 五、各种化工过程副产氢气的回收 在保护环境清洁的前提下,大量电解水制氢 是一种正确的途径,是已发展成熟的传统制氢方法。 因为：一、地球上的水是取之不尽的。 二、利用太阳能发电电解水,

2、太阳能取之不尽 且无污染。 三、水可以引到需电解的任何地方,代替远距 离输送由水电解得到的氢。 一、电解水制氢 水为原料,制氢过程是氢与氧燃烧生 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7585 ，其工艺过程简单，无污染，电能可 由各种一次能源提供。 蒸馏水去离子水海水 电解池 交直流转换器电能 H2/H2O 分离器 O2/H2O 分离器 产物H2 产物O2 特点：产品纯度高； 操作简便。 二、化石能源制氢 （一）蒸汽转换法：是以天然气、石 脑油等轻烃为原料，在有催化剂存在条件 下与水蒸汽反应转化制得氢气。 CnHm+nH20nCO+

3、（n+m/2）H2 CO+H2O CO 2 + H2 甲烷 石脑油 脱 硫 水煤气 合成 转化 反应 CO2回 收 甲烷化 H2 （二）部分氧化法： CnHm+n/2O2nCO+m/2H2 CnHm+nH20nCO+（n+m/2）H2 CO+H2O CO 2 + H2 渣 油 合成气 制造 脱 硫 变换 反应 脱CO2甲 烷化 H2 水蒸气 分离器 O2 N2 空 气 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。 焦化：指煤在隔绝空气条件下，在900- 1000C制取焦炭，副产品为焦炉煤气。 气化：指煤在高温常压或加压下，与气化剂 反应转化成气体产物。

4、 （三）煤气化法： 煤炭资源相对丰富，利用煤制氢将 是一种有现实意义的方法。 煤气化法反应方程： C (g) +H20 (g) CO (g) + H2(g) CO (g) +H2O (g) CO 2 (g) + H2(g) （四）无CO 2 排放的化石燃料制氢技 术： 上述化石燃料制氢方法都排放大量的CO 2 以蒸汽转化为例：每转化一顿甲烷就要排 放四吨二氧化碳 。 天然气间歇式热解制氢和炭黑 ： CH4 C + 2H2 以阳光照射 海水中的半导体制 氢设备来生成氢气， 然后经液化后用特 制的船运往陆地使 用 三、太阳能制氢 太阳能制氢是利用太阳能光电池发电 和光热发电电解水制氢 四、生物质制

5、氢 生物质是一种可再生资源，能够自身复 制，繁殖，因此利用生物质制氢也是目前研 究的一项制氢新技术。 已报道产氢生物类群有： 光合生物（厌氧光合细菌、蓝细菌和绿 藻） 非光合细菌（严格厌氧细菌、兼性厌氧 细菌和耗氧细菌） 古细菌类群 五、各种化工过程副产氢气的回收收 多种化工过程如电解食盐制碱工业、发 酵制酒工艺、合成氨化肥工业、石油炼制 工业等均有大量副产氢气，如能采取适当 的措施进行氢气的分离回收，每年可得到 数亿立方米的氢气。这是一项不容忽视的 资源，应设法加以回收利用。 氢的储存 一、高压气态储氢（CH2）：气态储氢可以储存在 被排了气体的地下油库储存和地上压力容器储存以 便运输。 二

6、、液态储氢（LH2）：液态储氢是利用深冷技术 把氢气冷却到液态，液氢可以储存在杜瓦瓶内。 三、化学方法储氢：H2同某些金属接触时会发生分 解，并穿过金属格栅，形成金属氧化物。 四、物理吸附（低温吸附储氢）：通过物理吸附把 氢吸附于特定的固体活性表面上。（活性炭 ） 加氢站 美国加氢站 流动加氢站 加氢站 我国首座加氢站在京投运 氢高速公路加氢站 利用氢高速公路加氢站补给燃料 氢能氢能 燃料电池 家庭用氢 宇航推进 车船动力 超音速飞机 氢的利用 氢气的应用领域 工业：作为化工原料。 民生：取代天然气和煤气。 交通运输：作为汽车、船舶的燃料。 航空航天：作为火箭的燃料。 太阳能氢能系统： 氢能与太阳能、海洋能、风能、地热 能等可再生能源组成一个系统，将间断性、