制氢工艺
制氢工艺流程
制氢工艺流程制氢工艺是指将天然气、石油、煤等化石燃料中的碳氢化合物转化为氢气的过程。
制氢工艺流程通常包括原料净化、蒸汽重整、变换反应和气体净化等环节。
下面将详细介绍制氢工艺的流程及各环节的主要作用。
首先，原料净化是制氢工艺的第一步。
在这一环节中，天然气、石油或煤等化石燃料中的杂质和硫化物将被去除，以保证后续反应的高效进行。
原料净化通常采用吸附、脱硫和脱氮等技术，确保原料气的纯度和稳定性。
接下来是蒸汽重整环节。
在蒸汽重整反应器中，将原料气和水蒸汽进行催化反应，生成一氧化碳和氢气。
这一步骤是制氢工艺中最关键的环节之一，因为它直接影响到氢气的产量和质量。
蒸汽重整反应需要高温和催化剂的作用，以保证反应的高效进行。
随后是变换反应环节。
在变换反应中，一氧化碳和水蒸汽将继续进行反应，生成更多的氢气和二氧化碳。
这一步骤可以通过水煤气变换、甲醇变换或低温变换等不同的工艺来实现。
变换反应的目的是将一氧化碳和水蒸汽充分利用，提高氢气的产量和纯度。
最后是气体净化环节。
在气体净化中，通过吸附、凝析和膜分离等技术，将氢气中的杂质和残余的一氧化碳、二氧化碳等气体去除，以保证制得的氢气符合工业和化工用氢的要求。
气体净化是制氢工艺中至关重要的一环，直接关系到氢气的纯度和稳定性。
综上所述，制氢工艺流程包括原料净化、蒸汽重整、变换反应和气体净化等环节。
每个环节都有其独特的作用和重要性，只有各个环节协调配合，才能保证制氢工艺的高效、稳定和可持续进行。
希望本文的介绍能够对制氢工艺有所了解，为相关领域的研究和应用提供参考和指导。
制氢工艺流程
制氢工艺流程制氢是一种重要的化工工艺，通过这种工艺可以从天然气、煤炭等原料中生产出氢气，氢气是一种清洁能源，被广泛应用于化工、石油加工、电力等领域。
下面将介绍制氢的工艺流程。
1. 原料准备制氢的原料可以是天然气、煤炭、石油等。
在工业生产中，天然气是最常用的原料，因为天然气中含有丰富的甲烷，是制氢的理想原料。
在原料准备阶段，需要对原料进行净化处理，去除其中的杂质和硫化物，以保证制氢过程的顺利进行。
2. 蒸汽重整蒸汽重整是制氢的关键步骤之一，也是最常用的制氢工艺。
在蒸汽重整反应器中，甲烷与水蒸气在催化剂的作用下发生催化重整反应，生成一氧化碳和氢气。
这个反应是一个放热反应，需要控制反应温度，以确保反应的高效进行。
3. 精馏分离在蒸汽重整反应后，产生的气体混合物需要进行精馏分离，以得到高纯度的氢气。
通常采用低温精馏的方法，将气体混合物在低温下进行分馏，分离出高纯度的氢气和一氧化碳。
4. 气体净化得到的高纯度氢气需要进行进一步的净化处理，去除其中的一氧化碳、二氧化碳、甲烷等杂质。
通常采用吸附剂或膜分离的方法进行气体净化，以确保最终得到的氢气符合工业使用的要求。
5. 储存和输送经过净化处理后的氢气需要进行储存和输送。
通常采用压缩氢气或液化氢气的方式进行储存，以便于输送和使用。
对于大型工业生产，通常会建设氢气储罐和输氢管道，将氢气输送到需要的地方。
以上就是制氢的工艺流程，通过这个工艺流程可以高效地从天然气等原料中生产出高纯度的氢气，为化工、石油加工、电力等领域提供清洁能源。
制氢工艺的不断改进和创新将有助于推动清洁能源的发展，减少对传统能源的依赖，为环境保护和可持续发展作出贡献。
制氢工艺流程精选全文
AV 12
AV 25 AV 17
φ8X1.5-SS
φ14X2-SS
φ14X2-SS φ14X2-SS
φ14X2-SS
φ14X2-SS
φ18X2-SS φ18X2-SS
干燥器工作过程
• 干燥部分设两台吸附干燥器（1-15、1-16）一台工作，另一台再生，互相切 换，交替工作，连续供气。
• 1）干燥器（1-15）吸附（1-16）加热再生过程。电解氢气经AV-24进入干燥 器（1-16）进行内部分子筛的加热再生，气体经氢气气体冷却器（1-18）通 过阀门AV-14、AV-13进入氢气气体冷却器1-17进入吸附干燥器1-15进行吸附 干燥再经气体过滤器1-14过滤进入下一环节。氢气中的水分在气体冷却器中 凝结经阀AV-16、AV-15定时通过排水水封（12）排凝。
A塔工作
B塔再生
上位机监控
切换 动作
冷却上水 冷却回水
排污
天津市大陆制氢设备有限公司氢气纯化流程图（产品气再生）
氮气 原料氢
用氢设备 氢储备系统
脱氧塔
A塔再生
B塔工作
上位机监控
切换 动作
冷却上水 冷却回水
排污
天津市大陆制氢设备有限公司氢气纯化流程图（产品气再生）
氮气 原料氢
用氢设备 氢储备系统
脱氧塔
补水系统
• 主要由补水箱，碱液箱，两台补水泵，一 台配碱泵组成。Ⅰ补水泵把水打入#1制氢 装置氢侧和氧侧分离器中，Ⅱ 补水泵把水 打入#2制氢装置氢侧和氧侧分离器中。配 碱泵把碱液打入电解槽中。
补水系统图
T
补水箱
碱液箱
Ⅰ补水泵 Ⅱ补水泵
配碱泵
冷却水系统
• 冷却设备有：氢（氧）分离器，碱液冷却器， 气体冷却器。
氢气制作方法
氢气制作方法
氢气的制作方法有多种，以下是其中一些常见的方法：
1. 水电解法：将水分解为氢气和氧气是最常见的制氢方法之一。
将两个电极浸入水中，通电后，正极处产生氢气，负极处产生氧气。
这种方法需要使用电力作为能源。
2. 酸碱法：将金属与酸反应可以产生氢气。
常用的金属有锌、铝等，常用的酸有稀硫酸、盐酸等。
金属与酸反应生成相应的盐和氢气。
3. 碱式氢氧化物法：将金属与碱式氢氧化物反应也可以生成氢气。
常用的金属有铝、锌等，常用的碱式氢氧化物有氢氧化钠、氢氧化钾等。
这种方法通常需要加热来加速反应的进行。
4. 生物制氢法：某些细菌或藻类可以通过光合作用产生氢气。
这种方法被认为是一种可持续发展的制氢方式，利用了可再生的生物质资源。
请注意，以上列举的方法仅供参考，并非详尽无遗。
制氢方法的选择应根据具体情况和需求进行。
同时，在进行氢气制作时，应注意安全，并遵循相关的操作规范。
氢气生产工艺
H2制造工艺详解一．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。
二．水煤气法制氢用无烟煤或焦炭为原料与水蒸气在高温时反应而得水煤气（C+H2O→CO+H2—热）。
净化后再使它与水蒸气一起通过触媒令其中的CO转化成CO2（CO+H2O→CO2+H2）可得含氢量在80%以上的气体，再压入水中以溶去CO2，再通过含氨蚁酸亚铜（或含氨乙酸亚铜）溶液中除去残存的CO而得较纯氢气，这种方法制氢成本较低产量很大，设备较多，在合成氨厂多用此法。
有的还把CO与H2合成甲醇，还有少数地方用80%氢的不太纯的气体供人造液体燃料用。
像北京化工实验厂和许多地方的小氮肥厂多用此法。
三．由石油热裂的合成气和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方法制氢气也在有些地方采用（如美国的Bay、way和Batan Rougo加氢工厂等）。
四．焦炉煤气冷冻制氢把经初步提净的焦炉气冷冻加压，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）。
五．电解食盐水的副产氢在氯碱工业中副产多量较纯氢气，除供合成盐酸外还有剩余，也可经提纯生产普氢或纯氢。
像化工二厂用的氢气就是电解盐水的副产。
六．酿造工业副产用玉米发酵丙酮、丁醇时，发酵罐的废气中有1/3以上的氢气，经多次提纯后可生产普氢（97%以上），把普氢通过用液氮冷却到—100℃以下的硅胶列管中则进一步除去杂质（如少量N2）可制取纯氢（99.99%以上），像北京酿酒厂就生产这种副产氢，用来烧制石英制品和供外单位用。
制氢工艺范文范文
制氢工艺范文范文一、引言氢能作为未来清洁能源的主要选择之一，对于解决能源和环境问题具有重要意义。
随着能源需求的增加，绿色、高效、经济的制氢工艺的研究和发展变得尤为重要。
本文旨在介绍一种基于可再生能源的制氢工艺，并探讨其原理、优势和应用。
二、制氢工艺原理1.水电解制氢工艺水电解制氢工艺是一种常用的制氢方法。
其原理基于电解水产生氢气和氧气。
利用电流通过水电解后，水分解成氢气和氧气。
这种工艺的优势是操作简单、技术成熟，并且可使用可再生能源作为电源，实现绿色制氢。
2.光电解制氢工艺光电解制氢工艺是一种利用太阳能转化水为氢气的方法。
该工艺的原理基于光电化学反应，在光照下使用光电催化剂促进水的光解，产生氢气和氧气。
光电解制氢工艺具有高效、可持续的特点，可以充分利用太阳能进行制氢。
三、制氢工艺的优势制氢工艺基于可再生能源，比如太阳能、水能等。
相比传统的化石燃料，利用可再生能源进行制氢具有更低的碳排放和环境影响，可以有效减少温室气体排放。
2.高效经济制氢工艺的高效性和经济性是其重要优势之一、使用先进的制氢工艺可以提高制氢的效率，同时减少能源损耗和生产成本，降低制氢的经济成本。
3.能源存储和转化制氢工艺可以实现能源的存储和转化。
制氢后的氢气可以作为清洁能源储存起来，用于供应各种应用场景，比如燃料电池、氢燃料汽车等。
制氢工艺为能源的灵活利用和转化提供了可行的途径。
四、制氢工艺应用1.汽车行业制氢技术在汽车行业的应用得到了广泛关注。
氢燃料汽车使用制氢工艺产生的氢气作为燃料，具有零排放、高能量密度和充电速度快的特点，可以有效解决传统燃油汽车的环境和能源问题。
2.能源储存制氢技术可以用于能源储存，其产生的氢气可以储存在氢气储罐或其他设备中，以供应定期和大规模的能源需求。
通过利用制氢工艺，可以实现能源的灵活存储和使用。
3.工业领域制氢工艺在工业领域的应用很广泛。
例如，制氢可以用于金属冶炼过程中的气氛控制和还原反应，也可以作为工业原料用于氨、甲醇等化工的生产。
天然气制氢装置工艺过程原料及工艺流程
天然气制氢装置工艺过程原料及工艺流程清晰
一、天然气制氢工艺过程
1、原料：
天然气作为原料，其单位的能量超过木炭。
天然气中含氢量为3-7%，主要是由甲烷组成。
2、工艺流程：
（1）气液分离：
经热交换、放空等操作，天然气经液气分离装置分离，得到的气体为
纯净的天然气。
（2）燃烧：
经加热和压缩后，热能和机械能组合在一起，进行燃烧，产生大量的
高压热能烟气。
（3）回流：
将烟气经过扩散塔再燃烧，燃烧后的烟气进入回流管，分为气和水，
其中气液分离后的混合物进入洗涤装置，经过多次洗涤，得到纯净的氢气。
（4）冷凝：
气液分离出来的混合物经过冷凝，冷凝出的氢气填充到压缩氢气罐中，完成气体的回收。
（5）净化：
经压缩的氢气进入净化器，通过吸附塔相当于洗涤，捕集细颗粒，净化氢气。
（6）储存：
经过净化的氢气填充到存储罐中，进行氢气的长期储存，为用户提供及时的氢气供应。
二、天然气制氢装置技术参数
(1)天然气的比热容：1.9KJ/m3·K；
(2)氢的摩尔比：1.360；
(3)氢的密度：0.093Kg/m3；
(4)氢的比热容：2.98KJ/kg·K；
(5)氢的温度：-253℃；
(6)氢气的蒸汽压：1.5kPa；。
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。
制氢工艺流程
制氢工艺流程制氢工艺是指通过化学反应将水分解成氢气和氧气的过程。
制氢工艺可以分为热化学法、电化学法和生物法三种主要方法。
其中，热化学法是目前应用最为广泛的制氢方法之一，下面将介绍热化学法制氢的工艺流程。
首先，热化学法制氢的工艺流程包括蒸汽重整、部分氧化和水煤气变换三个主要步骤。
在蒸汽重整过程中，通过高温和催化剂的作用，将天然气或其他碳氢化合物与水蒸气反应，生成一氧化碳和氢气。
接下来，部分氧化将一氧化碳和水蒸气在高温下反应，生成二氧化碳和再生氢气。
最后，水煤气变换是将一氧化碳和水蒸气在催化剂的作用下转化为二氧化碳和再生氢气的过程。
其次，制氢工艺流程中需要考虑的关键技术包括催化剂的选择、反应温度和压力的控制以及产物气体的净化和分离等方面。
选择合适的催化剂对于提高反应速率、降低反应温度和提高产氢效率至关重要。
此外，控制反应温度和压力可以影响反应的平衡和产氢速率，需要根据具体工艺条件进行合理的调节。
在产物气体的净化和分离过程中，需要去除杂质气体，提高氢气的纯度，以满足不同工业领域对氢气纯度的要求。
最后，现代制氢工艺流程还需要考虑能源消耗和环境保护等方面。
随着能源需求的增长和环境污染的加剧，制氢工艺需要朝着低能耗、高效率和清洁生产的方向发展。
因此，开发新型高效催化剂、优化反应条件、提高氢气纯度和降低能源消耗是当前制氢工艺研究的热点和难点。
综上所述，制氢工艺流程是一个复杂的系统工程，涉及多个领域的知识和技术。
通过不断的研究和创新，相信制氢工艺会在未来发挥更加重要的作用，为人类社会的可持续发展做出贡献。
氢气制取方法
氢气制取方法
氢气是一种重要的化工原料，广泛应用于石油加工、化肥生产、氢化工艺等领域。
氢气的制取方法有多种，下面将介绍几种常见的
氢气制取方法。
1. 水电解法。
水电解法是一种常见的氢气制取方法，其原理是利用电解水分
解水分子，产生氢气和氧气。
通常采用的电解设备有电解槽和电极，电解槽内装满电解液，通过电极通电产生氢气和氧气。
这种方法制
取的氢气纯度较高，适用于实验室和小规模生产。
2. 天然气蒸汽重整法。
天然气蒸汽重整法是工业中常用的氢气制取方法之一，其原理
是利用天然气中的甲烷与水蒸气在催化剂的作用下进行重整反应，
生成氢气和一氧化碳。
这种方法制取的氢气规模较大，适用于工业
生产中对氢气纯度要求不高的场合。
3. 煤气干馏法。
煤气干馏法是利用煤炭进行干馏生成煤气，再通过煤气净化和
转化反应制取氢气的方法。
煤气中含有丰富的氢气，通过适当的处
理和转化反应，可以得到高纯度的氢气。
这种方法制取的氢气成本
较低，适用于煤炭资源丰富的地区。
4. 生物质气化法。
生物质气化法是利用生物质资源如木材、秸秆等进行气化反应，生成生物质气体，再通过气体净化和转化反应制取氢气的方法。
这
种方法制取的氢气具有较高的环保性，适用于生物质资源丰富的地区。
总结：
以上介绍了几种常见的氢气制取方法，每种方法都有其适用的
场合和特点。
在实际生产中，可以根据需要选择合适的制取方法，
以满足不同领域对氢气的需求。
希望本文能为大家对氢气制取方法
有所了解，谢谢阅读！。
制氢主要工艺
制氢主要工艺
一、引言
氢气作为一种清洁、高效的能源，受到了越来越多的关注。
制氢是氢能源应用的基础，因此制氢技术的发展也备受关注。
本文将介绍制氢主要工艺。
二、传统制氢工艺
1. 煤炭气化法
煤炭经过高温和高压下的化学反应，产生合成气，再通过水蒸汽重整反应生成氢气。
2. 氨分解法
在高温下，将氨分解成氮和氢。
3. 液化天然气蒸汽重整法
利用液化天然气中含有的甲烷进行蒸汽重整反应，生成合成气，再通过水蒸汽重整反应生成纯净的氢。
三、新型制氢工艺
1. 电解水法
利用电能将水分解成氧和氢。
2. 生物质发酵法
将生物质经过发酵后产生的甲醇、乙醇等有机物进行催化裂解反应，
生成合成气，再通过水蒸汽重整反应生成纯净的氢。
3. 太阳能光催化法
利用太阳能光催化剂将水分解成氧和氢。
四、制氢工艺的选择
选择制氢工艺需要考虑多方面因素，如成本、效率、环境影响等。
在实际应用中，需要综合考虑多个因素，选择最适合自己的制氢工艺。
五、结论
随着科技的不断发展，新型制氢工艺不断涌现，为氢能源应用提供了更多的选择。
在未来，制氢技术将会继续发展，并为人类创造更加清洁、高效的能源。
制氢气工艺流程
制氢气工艺流程制氢气是一种重要的工业化学过程，它可以用于许多领域，包括燃料电池、化工生产和金属加工等。
制氢气的工艺流程涉及多个步骤和反应，下面将详细介绍制氢气的工艺流程。
1. 原料准备制氢气的原料通常是天然气、石油、煤炭或水。
在工业生产中，最常用的原料是天然气和石油。
原料的选择取决于生产成本、可用资源和所需的氢气纯度。
在这一步骤中，原料需要经过净化和预处理，以去除杂质和提高氢气产率。
2. 蒸汽重整蒸汽重整是制氢气的主要工艺步骤之一。
在蒸汽重整反应中，天然气或石油中的碳氢化合物与水蒸气在高温和高压下发生反应，生成氢气和一氧化碳。
这个反应是一个放热反应，需要控制温度和压力，以提高氢气产率和纯度。
3. 水煤气变换水煤气变换是另一个常用的制氢气工艺步骤。
在水煤气变换反应中，一氧化碳和水蒸气在催化剂的作用下发生反应，生成氢气和二氧化碳。
这个反应是一个吸热反应，需要控制温度和压力，以提高氢气产率和纯度。
4. 电解水电解水是一种直接制备氢气的方法。
在电解水过程中，将水分解成氢气和氧气，通过电解池中的电流进行。
这种方法可以产生高纯度的氢气，但能耗较高，成本较高，通常用于小规模实验室或特殊应用。
5. 氢气纯化在制备氢气的过程中，通常会产生一些杂质气体，如一氧化碳、二氧化碳和甲烷。
为了得到高纯度的氢气，需要对氢气进行纯化处理。
常用的氢气纯化方法包括压力摩尔吸附、膜分离和液体吸收等。
6. 储存和输送制备好的氢气需要进行储存和输送，以便于后续的使用。
常用的氢气储存方法包括压缩氢气和液化氢气。
压缩氢气适用于小规模储存和输送，而液化氢气适用于大规模储存和输送。
总结制氢气的工艺流程涉及多个步骤和反应，包括原料准备、蒸汽重整、水煤气变换、电解水、氢气纯化、储存和输送等。
不同的工艺流程适用于不同的生产规模和氢气纯度要求。
通过合理选择工艺流程和优化操作条件，可以实现高效、低成本和环保的氢气生产。
制氢气工艺流程的不断改进和创新将为氢能源产业的发展提供技术支持和保障。
制氢气工艺流程
制氢气工艺流程
《制氢气工艺流程》
制氢气是一项重要的工业过程，用于生产氢气以供各种工业需求。
制氢气工艺流程是一个复杂的系统，涉及到多种化学反应和工程设计。
下面将介绍一般的制氢气工艺流程：
1. 天然气蒸汽重整
天然气蒸汽重整是最常用的制氢气方法之一。
在这个流程中，天然气首先被蒸汽重整反应器加热并与水蒸气反应，产生一氧化碳和氢气。
然后通过一系列反应和分离步骤，将一氧化碳转化为二氧化碳和水，最终得到高纯度的氢气。
2. 甲醇蒸汽重整
甲醇蒸汽重整是另一种常见的制氢气方法。
在这个流程中，甲醇首先被蒸汽重整反应器加热并与水蒸气反应，产生一氧化碳和氢气。
接着一氧化碳被进一步氧化为二氧化碳和水，最终得到高纯度的氢气。
3. 水电解
水电解是一种直接利用电能将水分解成氢气和氧气的方法。
这种方法不需要天然气或其他碳源，只需要水和电力。
水电解是一种环保的制氢气方法，但也需要大量的电力和设备投资。
4. 烃类蒸气重整
烃类蒸气重整是将烃类化合物（如甲烷或液化石油气）与水蒸气反应制备氢气的方法。
这种方法可以利用多种烃类原料，但
需要进行多级反应和分离。
总的来说，制氢气的工艺流程包括原料准备、反应和分离等多个步骤。
选择合适的工艺流程取决于原料的可用性、所需氢气纯度和产量等因素。
随着技术的不断进步，制氢气的工艺流程也在不断演变和完善。
制氢工艺技术
硫化物，pH3，O2,H2O,CO,乙炔 Bi，Se，Te，P的化合物，H2O
Bi
硫化物
吡啶，喹啉，碱性有机物，H2O，重金属化 合物
制氢用催化剂的毒物
制氢工艺过程中广泛采用加氢转化催化剂、 氧化锌脱硫剂、烃类蒸汽转化催化剂、中 温变换催化剂、低温变换催化剂和甲烷化 催化剂。硫、氯、砷、磷、重金属等均为 可能的毒物
低变催化剂
低变催化剂主要组分为Cu0, 添加Zn0、Al203, 、Cr203等。 催化剂毒物主要是硫、氯, 水、氨也有影响。硫主要来自 原料气, 它会与催化剂活性表面的铜晶粒发生化学吸附和 反应而影响活性。研究表明, 氯比硫的毒害严重, 氯离子来 自蒸汽和原料气, 对低变催化剂的毒害是与Cu、Zn0生成了 Cu7Cl4(OH)10(H2O)、ZnCl2·4Zn(OH)2等组成的低熔点而 有挥发性的表面化合物, 使Zn0失去间隔体作用, 铜微晶迅 速长大, 破坏了催化剂的结构, 使活性大大下降。加之生成 的氯化物易溶于水, 在湿气条件下, 氯化物会沿床层迁移, 毒害更多催化剂。凝聚水和氨可以使催化剂中铜微晶生成 铜氨络合物, 使催化剂中毒和侵蚀
氢气的化学性质
氢能与很多物质进行化学反应，在进行化学反 应形成化合物时其价键具有特征。氢原子失去 其ls电子就成为H+离子，实际上就是氢原子核 或质子。质子的半径比氢原子的半径要小许多 倍，使质子有相对很强的正电场。因此它总是 同别的原子或分子结合在一起形成新的物质。 如加氢反应就是将氢气加到各种化合物上的反 应。如甲烷化反应:
中温变换催化剂
中变催化剂化学组分为Fe2O3.Cr203.K2O， 使用时被还原为有活性的Fe3O4，催化剂 毒物为硫、磷、硅等。但中变催化剂受毒 物影响较小，如原料气硫含量达到0.1％时 才使Fe3O4转变为FeS，使活性稍有下降， 为新剂的70％～80％。工艺蒸汽中含杂质 过多时会与原料气组分反应，使催化剂结 皮而降低活性
氢能利用关键技术系列--制氢工艺与技术
氢能利用关键技术系列--制氢工艺与技术
氢能利用关键技术系列中的一项重要技术是制氢工艺与技术。
制氢是将氢从其它化合物中分离出来的过程，常用于制备氢气作为能源源。
以下是一些常见的制氢工艺与技术：
1. 热解法（热裂解法）：通过高温将化合物加热至分解温度，使其分解为氢气和其他产物。
常用的热解法包括水蒸气热解法、甲烷热解法等。
2. 电解法：利用电流将水分解为氢气和氧气，是一种常用的制氢方法。
常见的电解法包括碱性电解法、酸性电解法和固体氧化物电解法等。
3. 生物质制氢：利用生物质（如植物糖类、纤维素等）通过生物酶的作用产生氢气的过程。
这种方法具有环境友好和可持续性的特点。
4. 煤制氢：利用煤通过煤气化或其他化学反应将煤中的碳与水反应生成氢气。
煤制氢是一种能源转化的方式，可以实现煤的清洁利用。
5. 光解法：利用太阳能或其他光源通过光催化反应将水分解为氢气和氧气。
光解法具有可持续性和环境友好的特点。
除了以上常用的制氢工艺与技术外，还有一些新兴的氢气制备
技术，如光电催化制氢技术、微生物制氢技术等。
这些新技术在提高制氢效率、降低制氢成本以及减少碳排放等方面具有潜力。
制氢工艺与技术的发展将进一步推动氢能的应用和发展，为清洁能源转型做出贡献。
不同的制氢方法具有各自的适用范围和特点，根据具体的需求和条件选择制氢工艺与技术将非常重要。
制氢工艺比选
制氢工艺比选制氢是一种重要的能源转换过程，可以将水和其他原料转化为氢气，用于能源生产、工业生产和交通运输等领域。
目前，有多种不同的制氢工艺可供选择，下面将介绍其中的几种。
1. 蒸汽重整法：蒸汽重整法是目前最常用的制氢工艺之一。
它使用天然气或液化石油气等碳氢化合物作为原料，通过在高温高压下与蒸汽反应，生成氢气和二氧化碳。
这种工艺具有原料广泛、反应速度快、产氢效率高的优点。
然而，它也存在一些问题，例如需要大量的水蒸汽和能源供应，同时产生的二氧化碳需要处理和排放。
2. 电解法：电解法是一种使用电能将水分解成氢气和氧气的工艺。
这种工艺的优点是可以使用可再生能源作为电能来源，例如太阳能和风能，从而实现绿色制氢。
此外，电解法制氢的纯度较高，适用于一些对氢气纯度要求较高的领域。
然而，电解法制氢的成本较高，需要大量电能和设备投资。
3. 生物法：生物法是一种利用微生物代谢产生氢气的工艺。
通过调节微生物的生长环境和代谢途径，使其产生氢气。
这种工艺具有原料丰富、废物处理和资源回收的优点，同时也是一种绿色可持续的制氢方式。
然而，生物法制氢的产量较低，微生物的生长和代谢过程需要精确控制，技术难度较大。
4. 光催化法：光催化法是一种利用光催化剂和光能将水分解成氢气和氧气的工艺。
通过在光催化剂的作用下，利用光能激发水分子的分解反应。
这种工艺具有能源来源广泛、无二氧化碳排放的优点，是一种环保的制氢方式。
然而，光催化法制氢的效率较低，需要优化催化剂和光源等条件。
制氢工艺比选涉及多种不同的工艺选择，每种工艺都有其独特的优缺点。
在选择适合的制氢工艺时，需要考虑原料可获得性、能源消耗、产氢效率、环境友好性等因素。
同时，也需要根据具体应用领域的要求，选择适合的制氢工艺。
随着科学技术的不断发展，制氢工艺的研究和创新将为氢能源的应用提供更多的选择和可能性。
制氢工艺技术
制氢工艺技术制氢工艺技术是一种通过化学反应将水和其他原料转化为氢气的过程。
氢气是一种清洁、高效能源，被广泛应用于工业生产、能源储备和交通运输等领域。
本文将介绍制氢的主要工艺技术和其应用领域。
制氢工艺技术主要包括水电解法、蒸汽重整法和生物法等。
水电解法是将水通过电解分解为氢气和氧气的过程。
该方法需要使用电能作为驱动力，并且需要适当的电解设备。
蒸汽重整法是通过高温和高压条件下将天然气、汽油或煤气通过蒸汽重整反应器进行化学反应，产生氢气和一氧化碳。
生物法则是通过利用微生物的酶制剂催化作用，将纤维素、木质素等有机原料转化为氢气。
这三种工艺技术各有优劣，可以根据不同的需求选择合适的方法。
制氢工艺技术在工业生产中有着广泛的应用。
首先是石油化工行业，制氢被用于炼油和催化裂化过程中。
制氢可以去除石油中的硫、氮、氧等杂质，提高燃料质量并减少对环境的污染。
其次是电力工业，制氢可以在峰电期间将多余的电能转化为氢气，然后在低电能期间通过燃料电池发电来获得能量。
此外，制氢工艺技术还可以用于金属加工、玻璃制造和化学合成等行业。
制氢工艺技术的发展还面临一些挑战。
首先是能源成本。
传统的制氢方法通常需要大量的能源投入，而且会产生大量的二氧化碳等温室气体。
因此，如何减少能源消耗和环境污染是制氢工艺技术发展的关键问题。
其次是储存和运输。
由于氢气的低密度和高爆炸性，储存和运输氢气是一个技术难题。
目前，研究人员正在积极探索高效、安全的储氢和氢气运输方法。
最后是可持续性。
由于氢气是一种清洁能源，其生产过程也应该尽量采用可再生能源，以提高制氢工艺技术的可持续性。
总结而言，制氢工艺技术是一种将水和其他原料转化为氢气的过程。
它具有广泛的应用领域，包括石油化工、电力、金属加工等行业。
然而，制氢工艺技术的发展还面临一些挑战，如能源成本、储存和运输以及可持续性等问题。
未来，我们应该继续研究和开发新的制氢技术，以满足清洁能源的需求。
《制氢工艺技术》课件
目 录
• 制氢工艺技术概述 • 制氢工艺的主要类型 • 制氢工艺技术的经济性分析 • 制氢工艺技术的发展趋势与展望
01
制氢工艺技术概述
氢气的性质与用途
氢气的性质
氢气是一种轻质、易燃易爆、无色无 味的可燃气体，具有很高的热值和能 量密度。
氢气的用途
氢气是重要的工业原料，广泛应用于 化工、石油、冶金等领域，同时也是 燃料电池的主要燃料。
环境压力
传统化石能源的使用对环境造成了巨大的压力， 发展制氢技术有助于减少温室气体排放，缓解环 境压力。
产业升级
制氢技术的发展对于推动相关产业升级和转型具 有重要意义，能够带动一系列产业链的发展。
02
制氢工艺的主要类型
天然气制氢
天然气蒸汽转化制氢
将天然气与水蒸气在高温下反应，通过转化反应将天然气转 化为氢气和一氧化碳的混合气体，再通过一氧化碳变换反应 进一步制取高纯度氢气。
制氢技术的经济性评价方法
投资回收期法
通过计算投资回报率来评估技术的经济性。
净现值法
考虑资金的时间价值，通过比较不同方案的 净现值来选择最优方案。
内部收益率法
计算投资方案的内部收益率，以评估其盈利 能力。
制氢工艺技术的经济性比较与选择
1
比较不同制氢技术的成本与效益，选择经济性更 优的方案。
2
考虑环境影响，权衡经济效益与环境成本。
开发新型反应器结构
研究新型反应器结构，提高反应器的传热、 传质性能。
加强副产物的回收与利用
副产物分离与回收
研究高效的副产物分离和回收技术， 提高副产物的回收率。
副产物资源化利用
将副产物转化为有价值的资源，实现 副产物的资源化利用。
天然气制氢工艺流程
天然气制氢工艺流程天然气制氢是一种重要的氢气生产工艺，通过对天然气进行催化重整反应，可以得到高纯度的氢气。
天然气是一种丰富的化石能源资源，其中主要成分为甲烷，因此天然气制氢工艺具有成本低廉、资源丰富的优势。
下面将介绍天然气制氢的工艺流程。
首先，天然气制氢的工艺流程包括原料准备、重整反应、气体分离和氢气纯化四个主要步骤。
1. 原料准备。
天然气是天然气制氢的主要原料，通常含有90%以上的甲烷。
在工业生产中，天然气需要经过脱硫、脱水等预处理工艺，以去除其中的硫化氢、二氧化碳等杂质。
这些杂质会影响重整反应的催化剂活性，降低氢气的产率和纯度。
因此，原料准备阶段的主要任务是将天然气净化，使其符合重整反应的要求。
2. 重整反应。
经过预处理的天然气首先进入重整反应器，与水蒸气在催化剂的作用下进行重整反应。
重整反应的化学方程式如下所示：CH4 + H2O → CO + 3H2。
CO + H2O → CO2 + H2。
在这个反应过程中，甲烷和水蒸气在高温、高压下发生催化重整反应，生成一氧化碳和氢气。
这是天然气制氢的关键步骤，也是氢气的主要生产途径之一。
3. 气体分离。
经过重整反应的气体混合物中含有大量的CO、CO2和H2，需要进行气体分离以获取高纯度的氢气。
气体分离通常采用吸附分离或膜分离技术，将CO、CO2等副产物从氢气中分离出去，得到高纯度的氢气。
4. 氢气纯化。
得到的高纯度氢气需要经过进一步的纯化处理，以满足工业和化工领域对氢气纯度的要求。
常见的氢气纯化方法包括压力摩尔吸附、膜分离、液体吸附等技术，可以去除氢气中的微量杂质，提高氢气的纯度。
总的来说，天然气制氢工艺流程包括原料准备、重整反应、气体分离和氢气纯化四个主要步骤。
通过这些步骤，可以将天然气中的甲烷转化为高纯度的氢气，满足工业和化工领域对氢气的需求。
天然气制氢工艺具有成本低廉、资源丰富的优势，是一种重要的氢气生产途径。
随着氢能源的发展和应用，天然气制氢工艺将在未来发挥越来越重要的作用。
循环制氢工艺
循环制氢工艺1. 引言循环制氢工艺是一种高效、可持续的制氢方法，能够将水分解为氢气和氧气，并将产生的氧气重新利用，从而实现循环利用。
本文将详细介绍循环制氢工艺的原理、应用领域以及优势。
2. 循环制氢工艺原理循环制氢工艺基于水的电解反应，通过外加电压将水分解为氢气和氧气。
该过程涉及两个半反应：2H2O -> 2H2 + O2 (水还原为氢和氧)4OH- -> 2H2O + O2 + 4e- (水还原为氧离子和电子)当外加电压足够大时，水分解反应会进行，产生大量的氢和氧。
其中产生的氧通过固体电解质膜传输到阳极侧，在阳极处与电子结合生成O2，而在阴极处则发生还原反应生成H2。
3. 循环制氢工艺流程循环制氢工艺包括以下几个步骤：1.水分解：将水通过电解反应分解成氢气和氧气。
2.氧气传输：利用固体电解质膜将产生的氧气传输到阳极侧。
3.氧还原：在阳极处，氧与电子结合生成O2。
4.氢生成：在阴极处，发生还原反应生成H2。
5.氢收集：收集产生的纯净氢气。
6.氧循环：将产生的氧通过再循环利用，提高能源利用效率。
4. 循环制氢工艺的应用领域循环制氢工艺具有广泛的应用前景，在以下领域有着重要的作用：4.1 能源领域循环制氢工艺可以为能源领域提供可持续、清洁的能源。
通过太阳能或风能等可再生能源驱动水电解反应，将水分解为氢和氧，产生的氢可以作为燃料供给燃料电池发电，同时还可以利用燃料电池产生的废弃物水来进行水分解反应，实现循环利用，形成完整的能源闭合循环系统。
4.2 化工领域循环制氢工艺可以为化工领域提供高纯度的氢气。
在化工生产过程中，氢气是一种重要的原料和还原剂。
传统的制氢方法往往需要消耗大量的能源，并且产生的副产品难以处理。
而循环制氢工艺可以通过再循环利用氧气，减少能源消耗，同时产生的纯净氢气也可以直接应用于化工生产中。
4.3 交通运输领域循环制氢工艺可以为交通运输领域提供清洁能源。
利用循环制氢工艺产生的纯净氢气作为燃料，可以驱动燃料电池车辆进行行驶。
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煤燃烧国家重点实验室
主要内容
1 2 3 4
能源结构与现状 氢能的利用 制氢技术简介 煤气化制氢
制氢技术简介
1 2 3 4
化石燃料制氢 电解水制氢 生物制氢 光催化制氢
化石燃料制氢
1甲烷重整(Steam Methane Reformation,SMR ) 甲烷重整 SMR
优点：气体燃料重整制氢中最为经济合理的。 优点：气体燃料重整制氢中最为经济合理的。 缺点：反应需吸收大量的热，能耗高； 缺点：反应需吸收大量的热，能耗高； 反应速度慢，制氢能力低，需建大规模装置，投资高。 反应速度慢，制氢能力低，需建大规模装置，投资高。
制氢技术简介
主要内容
1 2 3 4
能源结构与现状 氢能的利用 制氢技术简介 煤气化制氢
能源结构与现状
中国
40%
世界
石油
石油
其他
2% 6% 17%
24%
75%
煤
天然气 煤 其他
10%
天然气
26%
世界能源主要依赖不可再生的化石资源； 世界能源主要依赖不可再生的化石资源； 我国能源结构面临经济发展和环境保护的双层压力； 我国能源结构面临经济发展和环境保护的双层压力； 氢能可再生，且超级洁净，生成物为水， 氢能可再生，且超级洁净，生成物为水，基本能实 现污染物零排放，被誉为“二十一世纪的能源” 现污染物零排放，被誉为“二十一世纪的能源”；
氢 气
缺点：煤的转化率低； 缺点：煤的转化率低； 需氧气，成本高， 需氧气，成本高，且使空分系统容量加大而带来耗功大 幅度增加。 幅度增加。
煤燃烧国家重点实验室
部分氧化气化制氢零排放系统
1基于 基于IGCC的制氢零排放系统 基于 的制氢零排放系统
1.1从水煤气变换产生 从水煤气变换产生CO2和H2中分离氢气 从水煤气变换产生
(1) 碱性水溶液电解
(2) 质子膜电解水发生器
2OH-→ H2O ＋ ½O2+2e
2H2O+2e → 2OH- + H2
采用Ni或 合金电极 效率～ ％ 合金电极， 采用 或Ni合金电极，效率～75％ SPE电解水技术的主要问题是质子交 电解水技术的主要问题是质子交 换膜和电极材料的价格昂贵。 换膜和电极材料的价格昂贵。
<5%
48%
设计在可见区内有强吸收半导体材料是高效利用太阳能的关键
煤燃烧国家重点实验室
主要内容
1 2 3 4
能源结构与现状 氢能的利用 制氢技术简介 煤气化制氢
煤气化制氢
1发展趋势
燃煤气化电厂的发电效率普遍不高， 燃煤气化电厂的发电效率普遍不高，且排出的尾对 环境的污染严重，故需发展高效、 环境的污染严重，故需发展高效、近零污染物排 的煤气化系统。 放的煤气化系统。
煤燃烧国家重点实验室
部分氧化气化制氢零排放系统
1.2直接从合成煤气将氢气分离出来 直接从合成煤气将氢气分离出来
林汝谋等提出的煤气化制氢系统
优点：陶瓷质子膜分离法，分离成本、能耗低， 优点：陶瓷质子膜分离法，分离成本、能耗低，且得到的氢 气纯度高。膜分离法与深冷法结合流程的新型空分系统， 气纯度高。膜分离法与深冷法结合流程的新型空分系统， 制氧与压缩能耗低。 制氧与压缩能耗低。
煤燃烧国家重点实验室
光催化制氢
1光催化制氢体系 光催化制氢体系
半导体光 催化制氢 悬浮体系 光催化法 光电化学 体系制el, et al, Nature, 1991, 353: 737; Nature,1998, 395: 583; S.U.M. Khan, et al, Science, 2002, 297: 2243; Z.G.Zou, et al., Nature, 2001, 414, 625.
美国能源部(DOE)提出的煤气化制氢系统 优点：燃烧前分离，与燃烧后分离方法相比，由于分离与吸收 优点：燃烧前分离，与燃烧后分离方法相比，由于分离与吸收CO2是在未 被氮气稀释的合成煤气中进行,减少了分离器的尺寸以及分离溶剂的量 减少了分离器的尺寸以及分离溶剂的量， 被氮气稀释的合成煤气中进行 减少了分离器的尺寸以及分离溶剂的量， 从而大大降低了能耗和成本,系统净效率相比燃烧后提高 系统净效率相比燃烧后提高1% ~2%。 从而大大降低了能耗和成本 系统净效率相比燃烧后提高 。 缺点：水煤气转化使燃料气冷煤气效率降低。 缺点：水煤气转化使燃料气冷煤气效率降低。
煤燃烧国家重点实验室
主要内容
1 2 3 4
能源结构与现状 氢能的利用 制氢技术简介 煤气化制氢
氢能的利用
直接燃烧----------火箭推进剂， 直接燃烧----------火箭推进剂，内燃机等 ----------火箭推进剂 燃料电池发电-----------水热电联供系统 燃料电池发电------水热电联供系统 核聚变------------氢弹，300美元/1kg氘 1.2万美 ------------氢弹 美元/1kg 核聚变------------氢弹，300美元/1kg氘，1.2万美 /1kg浓缩铀 能量巨大，聚变能可用几亿年。 浓缩铀, 元/1kg浓缩铀,能量巨大，聚变能可用几亿年。
2煤气化制氢方法
两种方法： 两种方法：部分氧化和外部供热气化
煤燃烧国家重点实验室
部分氧化气化
1原理
燃烧一部分煤放出热量,供给反应体系来实现煤的气化反应。 燃烧一部分煤放出热量,供给反应体系来实现煤的气化反应。
2工艺流程
空气 煤原料
空分 备煤
气 化 炉
一 氧 化 碳 变 换
酸 性 气 体 脱 除
氢 气 提 纯
煤燃烧国家重点实验室
CO2接受体气化制氢零排放系统
美国GE能源与环境研究公司的系统
优点：发电效率高， 3MPa的压力下可高达67%。 优点：发电效率高，在3MPa的压力下可高达67%。 的压力下可高达67% 缺点：煤灰与床料相互反应从影响整个过程的经济性； 缺点：煤灰与床料相互反应从影响整个过程的经济性；气化 可能会转变成N 氧传输系统还在研发中。 时NH3可能会转变成N2，氧传输系统还在研发中。
煤燃烧国家重点实验室
CO2接受体气化制氢零排放系统
美国零排放利用煤联盟的系统
优点：气化、碳酸化制氢、 优点：气化、碳酸化制氢、锻烧各过程分别在各自的反应器 内完成，容易实现各过程的优化。 内完成，容易实现各过程的优化。 缺点：系统相对较复杂，而且要求气化炉的碳转化率很高。 缺点：系统相对较复杂，而且要求气化炉的碳转化率很高。
煤燃烧国家重点实验室
部分氧化气化制氢零排放系统
2 IGCC与化工过程结合的多联产制氢零排放系统 与化工过程结合的多联产制氢零排放系统
美国“展望21”计划提出的煤气化制氢多联产系统 优点：将化工生产过程和动力系统热力过程有机整合， 优点：将化工生产过程和动力系统热力过程有机整合，完成发电供热制冷 等功能的同时,还利用各种能源资源生产出清洁燃料 氢气、合成气等) 还利用各种能源资源生产出清洁燃料(氢气 等功能的同时 还利用各种能源资源生产出清洁燃料 氢气、合成气等 和化工产品(如甲醇 醋酸等)， 如甲醇、 和化工产品 如甲醇、醋酸等 ，从而实现多领域功能需求和能源资源 高增值。 高增值。 煤燃烧国家重点实验室
煤燃烧国家重点实验室
电解水制氢
机理：正极： 机理：正极： 2OH－ → H2O + ½ O2 + 2e φ = 0.401V 负极： － 负极： 2H2O + 2e → 2OH－ + H2 φ =－0.828V 理论分解电压1.23V，每1Kg氢电耗为 32.9 KWh 。实际为～46.8KWh。 ， 实际为～ 理论分解电压 氢电耗为 。
外部供热气化
1原理
靠外部间接提供反应所需热量,来实现煤的气化反应。 靠外部间接提供反应所需热量,来实现煤的气化反应。
2工艺流程
煤原料
备煤 外部供热
气 化 炉
一 氧 化 碳 变 换
酸 性 气 体 脱 除
氢 气 提 纯
氢 气
优点：不需要燃烧掉一部分煤来供热,提高了煤炭的转化率; 优点：不需要燃烧掉一部分煤来供热,提高了煤炭的转化率; 过程不需要氧气,成本低。 过程不需要氧气,成本低。 难点：实现热量有效地供给；实现很高的热传递效率。 难点：实现热量有效地供给；实现很高的热传递效率。
2生物制氢方法比较 生物制氢方法比较
两类：光解产氢生物（绿藻、蓝细菌和光合细菌）和发酵产氢细菌。 两类：光解产氢生物（绿藻、蓝细菌和光合细菌）和发酵产氢细菌。 蓝细菌和光合细菌产氢能力是绿藻的１ １０００ 无研发价值， １０００， 蓝细菌和光合细菌产氢能力是绿藻的１/１０００，无研发价值，而绿 藻产氢效率又很低，研发缓慢。 藻产氢效率又很低，研发缓慢。 发酵法具有三大优点： 发酵法具有三大优点： a.产氢能力和菌种生长速度高于光合产氢菌种。 产氢能力和菌种生长速度高于光合产氢菌种。 产氢能力和菌种生长速度高于光合产氢菌种 b.无需光源，操作管理简便。 无需光源， 无需光源 操作管理简便。 c.原料来源广，成本低。 原料来源广， 原料来源广 成本低。
煤燃烧国家重点实验室
化石燃料制氢
3煤气化制氢
机理: 机理: (g） C(s)+H2O(g)→ CO(g)+H2(g） CO(g)+H2O(g)→ CO2(g)+H2(g） (g）
优点：煤炭资源丰富， 优点：煤炭资源丰富，在我国一次能源结构中一直占有举足 轻重的地位；洁净煤气化技术的兴起。 轻重的地位；洁净煤气化技术的兴起。 缺点：效率较低、污染严重，需对污染物进行处理，增加成本。 缺点：效率较低、污染严重，需对污染物进行处理，增加成本。
隔膜:全氟磺酸膜 隔膜 全氟磺酸膜 (Nafion) 阴极:Pt黑 阴极 黑 阳极:Pt、 等的 阳极 、Ir等的 合金或氧化物
煤燃烧国家重点实验室