制氢工艺技术比较

1、制氢工艺技术比较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

2、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，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800820C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10005000Nm3/h,而后我国曾开发间歇式天然气蒸汽转化制氢

3、 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 9001000C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 68%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

4、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 3739%（体积）、一氧化碳 17 1 8%、二 氧化碳 32%、甲烷 8 1 0%。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 4451%、二氧化碳 1 3 1 8%、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

5、. 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

6、 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兑碳工序，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 500010000 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XX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。二、制氢工艺技术方法比较（见表一）表一 制氢工艺技术方法比较三、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