制氢气提纯设备生产厂家

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针对氢气的储存问题，一种可能的解决方案是将氢气存储于液体甲醇中，通过水和甲醇的液相重整反应原位产氢供燃料电池使用，在释放出甲醇中存储氢气的同时也活化等摩尔的水而释放出额外的氢气。

1水电解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与氧燃烧生成水的逆过程，因此只要提供一定形式的能量，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，但消耗电量大，因此其应用受到一定限制。一般每立方米氢气电耗为4.5～5.5KWh左右，电能可由各种一次能源提供，其中包括矿物燃料、核能、太阳能、水能、风能及海洋能等等。核能、水能和海洋能其资源丰富，能长期利用，目前还处于开发阶段。

2天然气或从原油中提炼的碳氢化合物重整制氢2.1 天然气转化制氢

该法是在有催化剂存在下，天然气与水蒸汽反应转化制得氢气。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，催化水蒸汽转化制氢的工艺。我国在该领域进行了大量有成效的研究工作、并建有大批工业生产装置。我国曾开发采用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。

2.2 汽油重整制氢

利用汽油重整制氢，可以使用现有的完善基础设施。汽油含有不同类型的碳氢化合物，包括烷烃类、环烷烃、烯烃和芳烃，而且汽油还含有许多硫化合物以及少量添加剂，有时甚至含有氧化剂和乙醇。在不考虑芳香族化合物时，汽油的碳氢成份具有相似的重整性能，氧化添加剂有助于改善重整反应。但值得注意的是:1)芳香族化合物和硫化合物会导致重些反应的迅速退化，而且重整反应的降低与芳香族化合物的类型有关;2)所有汽油重整处理系统都要求温度超过700℃以上，才能分解汽油中的稳定成分以及中间成分甲烷;3)重整系统要求不含一氧化碳;4)冷起动时要求外部热源加热，以达到重整装置催化剂的工作温度。目前汽油重整还有许多技术问题。

3水煤气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。我国有大批中小型合成氨厂均以煤为原料，气化后制得含氢煤气作为合成氨的原料。这是一种具有我国特点的制取氢源方法。

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10000 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甲醇制氢甲醇是极为重要的有机化工原料，目前世界甲醇产量已超过2.5×107t/a。是在合成氨、乙烯之后的第三大化工产品。利用甲醇裂解可制取氢气，其方法有以下2种。

4.1 甲醇分解制氢

反应式：CH3OH→CO+2H2

该反应是合成气制甲醇的逆反应，合成甲醇的催化剂均可用作其分解催化剂，其中以铜基催化剂体系为主。该类催化剂对甲醇分解显示出较好的活性和选择性，且催化剂在受热时有较好的弹性形变，在高温下反应速率加快，易分解成CO和H2。

在燃料电池电动车上虽然可以利用燃料电池未反应完的废气燃烧提供热量进行甲醇分解，但该法不足之处是分解气中含有30%(mol)以上的CO，而CO 使燃料电池的铂电极严重中毒，需将CO转化，且其含量需控制在100ppm以下，这样就需较大的转化器。因此甲醇分解法制氢不宜直接用于燃料电池电动车上。

4.2 甲醇水蒸汽重整制氢

早在二十世纪70年代，Johnson-Matthey就用甲醇水蒸气重整的方法制氢，但只限于用实验室级的重整器生产氢，用金属Pd膜分离除去CO和CO2，作为一些特殊的用途。由于钯的价格高及有限供应，限制了其应用。

反应式如下：CH3OH+H2O→CO2+3H2

水蒸气重整反应是甲醇制氢法中氢含量最高的反应，因此该反应的研究颇具吸引力。1992年，西南化工研究设计院采用铜基催化剂在甲醇水蒸气重整反应表现出良好的效果。该工艺以来源方便的甲醇和脱盐水为原料，在220～280℃下，专用催化剂上催化转化组成为主要含H2和CO2转化气。甲醇的单程转化率可达99%以上，氢气的选择性高于99.5%,转化气中除了H2和CO2以外有很少的甲烷和CO，该催化剂的寿命比较长，在工业装置中使用寿命超4年。利用变压吸附PSA技术，可以得到纯度为99.999%的H2，CO的含量低于5ppm。这种装置已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。

5生物质制氢生物质资源丰富，是重要的可再生能源。生物质可通过气化和微生物制氢。

5.1 生物质气化制氢

将生物质原料如薪柴、锯未、麦秸、稻草等压制成型，在气化炉(或裂解炉)中进行气化或裂解反应可制得含氢燃料气。我国在生物质气化技术领域的研究已取得一定成果，中科院广州能源所多年来进行生物质气化的研究，其气化产物中H2约占10%左右，热值达11MJ/m3，可作为农村燃料，但氢含量仍较低。

在国外，由于转化技术的提高，生物质气化已能大规模生产水煤气，其H2含量大大提高。

5.2 微生物制氢

微生物制氢技术亦受人们的关注。利用微生物在常温常压下进行酶催化反应可制得H2。生物质产氢主要有化能营养微生物产氢和光合微生物产氢两种。属于化能营养微生物的是各种发酵类型的一些严格厌氧菌和兼性厌氧菌，发酵微生物放氢的原始基质是各种碳水化合物、蛋白质等。目前已有利用碳水化合物发酵制氢的专利，并利用所产生的H2作为发电的能源。光合微生物如微型藻类和光合作用细菌的产氢过程与光合作用相联系，称光合产H2。

制氢工艺的比较

从各种制氢方式可知，在技术上看甲醇自热式制氢、汽油重整制氢和生物制氢目前不具备工业化条件;从生产成本上看，水电解制氢没有明显优势;从裂解气成分上看，甲醇分解制氢不适合于燃料电池。

水煤气制氢装置需要巨大的设备投资，装置占地面积大，环境污染相对较大，不适合建在城市。如采用水煤气制氢必须使用管道输送，这将是一个巨大的工程，因此在氢燃料电池汽车发展的前期不会采用水煤气制氢。

天然气转化制氢的优点在于装置占地小，设备投资少，由于天然气分布不均，使得装置有很大局限性。如采用天然气转化制氢，需要专用的天然气输送管道，天然气输送较麻烦。