中国氢气的生产和应用
氢气生产及热化学利用
氢气生产及热化学利用
氢气是一氧化碳排放减少的关键因素，随着社会对清洁能源的日益重视，氢气
以其可再生性特征受到越来越多的研究和应用。
氢气可通过氢分解发电、天然气重整制氢、煤气化法和电解水分解等方式生产，并可按照用途、含氢量的不同进行质量调整。
氢气生产的核心技术有催化裂化、热解及化学水解等，应用氢气技术，可提高原料利用率，改善能源效率，减少温室气体的排放。
氢气热化学利用技术包括蒸汽加氢法、直接加氢法、固定床加氢法和射流加氢
法等，这些技术都有着自身的优势和限制。
从环保方面考虑，蒸汽加氢法可减少能源消耗及温室气体排放，是最可取的热化学利用技术。
通过蒸汽加氢法进行热化学利用，首先向氢气反应器中投入蒸汽后，当氢气温度上升至400~450℃时，蒸汽凝
结前的气体增压将被进入反应器，经过反应器的催化剂表面的催化作用，水中的氢气和蒸汽分子分子进行加氢反应，从而获得烯烃和烷烃等清洁能源。
随着技术的不断进步，氢气已经成为我们实现清洁能源未来的关键因素，其生
产及热化学利用技术已经成为如今能源转型的重要组成部分。
想要得到经济而又清洁的能源，我们必须把它作为发展既可靠又可持续的技术，加强我们对氢气生产及热化学利用的研究，致力于发展创新的氢能源系统。
氢能源的开发及利用
氢能源的开发及利用一、引言随着人类对可持续发展的愈发关注，曾经远古时期存在的能源——氢能源，再度成为人们瞩目的焦点。
氢气作为一种绿色、清洁的化学能源，具有丰富的储量，可以从多种能源中产生，同时不会产生污染和温室气体的排放。
因此，氢能源被认为是解决全球能源供应危机及环境保护问题的最佳选择。
二、氢能源的开发1. 生产氢气生产氢气的方法很多，目前商业化程度较高的主要有三种：天然气重整、煤的气化和水电解制氢。
天然气重整法是目前用量最多的氢气生产法，具有高效、成本低，生产出的氢气纯度高等优点。
但这种方法会产生大量的二氧化碳，不利于环境保护。
煤的气化法具有储量丰富、生产成本较低等优点。
但由于其会使用大量能源，同时会排放大量的温室气体和有毒气体，因此在环境保护方面有很大的不足。
水电解制氢法相对来说更加环保，因为其仅需要水和电，不会产生有害气体的排放，且不会耗尽可再生能源的储量。
但是，它的生产成本较高，制氢效率不高等问题一直困扰着其发展。
2. 储藏由于氢气的密度极小，一般情况下，其储存可以采用液态、气态和固态等多种方式。
液态储氢具有存储密度高、体积小的优点，然而需要极低的温度和非常高的压力才能维持其状态，成本极高。
气态储氢由于存在大量的体积瓶颈问题，其应用非常有限。
固态储氢是近年来研究的新热点，其优点在于可以在室温下维持状态，不需要特殊的储存设施。
但由于当前技术水平较低，实现规模化应用还需要时间。
三、氢能源的利用1. 汽车工业汽车是目前工业社会中最主要的能源消耗行业之一。
因此，发展氢能源汽车已经成为许多国家支持的方向。
氢燃料汽车具有零污染排放，非常适合城市道路拥堵的情况。
目前全球范围内已经开始了氢燃料汽车的推广工作，一些汽车品牌也在不断推出氢气动力汽车。
2. 电力工业氢气可以输出和储备连续的可靠电源。
氢电池可以和太阳能电池板和风能电池板相结合，成为一个配套的、绿色的、可持续的电力生成系统。
这种系统即使在季节性的太阳能电池板不足以支持电力需求的时期，也可以确保可靠的电力供应。
氢气以及高纯氢气的广泛应用
(一)石油化工
氢气是现代炼油工业和化学工业的基本原料之一，在广泛范围内氢以 多种形式用于石油化学工业。我国的合成氨生产的主要原料是煤制气、 天然气、石脑油和重油，一个1000t/d规模的合成氨厂，每生产1t氨氨 约需氢气336m3。与合成氨一样，合成甲醇的氢大部分也是由煤制气、 天然气、石脑油或重油制取，一个日产千吨级规模的甲醇厂，每生产 1t甲醇约需氢气560m3。由于甲醇是一种基本有机化工原料，又可作 为代替燃料，其需要量日益增长，因而用于甲醇合成的氢气量也有可 能继续增长。
(三)浮法玻璃生产工艺
在玻璃工业中广泛使用的气体有氢、乙炔、氧和氮。浮法玻璃生产时， 为使锡槽中液态锡不被氧化，采用氮氢混合气对锡槽进行保护，需用 气体纯度较高，其中氢气的纯度为99.999%。
(四)冶金工业
在治金工业中，氢气主要用做还原气，以便将金属氧化物还原成金属。 氢气除了用于还原若干种金属氧化物以制取纯金属外，在高温锻压一 些金属器材中，经常用氢气作为保护气以使金属不被氧化。
氢气以及高纯氢气的广 泛应用
氢气的应用领域很广，其中，用量最大的是作为一种重要的石油化工 原料，用于生产合成氨、甲醇以及石油炼制过程的加氢。氢气广泛应 用于电子工业、冶金工业、食品加工、浮法玻璃、精细化工和有机合 成、航空航天工业等领域也广泛应用。氢作为能源，是未来发电、电 动汽车用燃料电池的燃料。
在石油化工领域，还可以用氢和一氧化碳反应合成多种有机化合物， 如乙二醇的合成、合成聚甲烯、醇的同系化反应、与不饱和烃反应制 醛等。此外，采用选择加氢，可由醛制醇，炔烃制烯烃，硝基苯加氢 制苯胺以及由萘制氢化萘等。
(二)电子工业
在一些电子材料的生长与衬底的制备、氧化工艺、外延工艺中以及化 学气相淀积(CVD)技术中，均要采用氢气作为反应气、还原气或保护 气。半导体集成电路生产对气体纯度要求极高，比如氧杂质的允许浓 度为10-12等。微量杂质的“掺入”，将会改变半导体的表面特性， 甚至使产品成品率降低或造成废品。
氢气生产和应用现状与前景
中国氢气地生产和应用—现状与前景朱起明魏俊梅徐柏庆清华大学碳化工国家重点实验室 1000841.前言氢是公认地最洁净地燃料,也是重要地化工合成原料.但它不是一次能源,它是要从一次能源通过转换生产出来地能量载体.它又是一种气体燃料,在输送分配方面相对地存在着一定困难.中国又是一个以煤为主要一次能源地国家,所以,就要应用“环境、能效、经济”地生命周期研究方法,结合国情和地区地实际,用系统工程地眼光来全面地评估中国氢地生产和应用；要结合地区地实际,选择先进地技术,合理地方法来生产和应用氢,以获得最大地经济和环境效益.b5E2RGbCAP出于此目地,我在这里对目前中国氢气地生产和应用地状况进行初步剖析,并对今后地发展提出很粗浅地看法,供大家研讨.p1EanqFDPw2.中国生产氢气和利用氢地基本状况：1．氢地主要生产方法目前氢气主要是作为一种中间产品而生产地.它是进一步化工合成加氢地重要原料.它主要是由化石能源天然气<CH4）、原油<烃）和煤作为原料和水蒸汽在高温下重整、气化或烃类部分氧化转化生成.在转化过程中,化石能源中地碳首先变为CO<或CO2）.为了多得到氢,又通过水汽变换反应CO+H2O＝H2+CO2, 把把CO进一步转化为CO2.所以,由化石能制氢就会排放CO2.其CO2排放量：煤>油>天然气,这是由原料地碳氢比所决定地.氢也可由电解水<盐水）生产,但这是一种较昂贵地方法,一般是在特殊地生产目地下地副产品,例如氯碱工业；或是为了获得特殊需要地氢<如火箭燃料）.电解法制氢只有在利用水电或太阳能光解水时,才可以说是合理地.炼油厂和一些化工过程也会副产一些氢气,但这些都不是最主要地生产氢地方法.DXDiTa9E3d2．氢地利用在中国氢主要是作为化工合成地中间产品或原料,目前在中国氢作为直接产品或燃料地量是较少地.当前在中国氢是较贵和较缺地<相对于其它国家来说）,主要是因为我国一次能源是以煤为主,煤比石油,天然气含氢量少,制氢过程就需要用更多地蒸汽,要消耗较多地能量.氢最大量地用处是在合成氨,世界上~60%地氢是用在合成氨上<~6′ 1012立方英尺）中国地比例更高.下一节将具体列出中国合成氨地产量和以煤、天然气和轻油为原料地比例.RTCrpUDGiT为了改善环境地要求,目前对汽、柴油地质量要求在不断提高,炼油过程地加氢裂化和加氢精制过程,也需要应用大量地氢气,炼油厂重整等过程副产地氢气是远不够用地.有加氢裂化和加氢精制装置地厂,都需另加轻油蒸汽重整<或部分氧化）地制氢装置.5PCzVD7HxA另一项较大量地氢气用处是利用合成气<CO/H2）合成甲醇.在一些技术发达地国家,甲醇主要是用来生产MTBE作为汽油地添加剂.在中国由于C4烯烃地量有限,合成MTBE消耗甲醇量地比例不是很高.甲醇既是重要地化工原料,本身也是一种很好地发动机燃料.因此,甲醇是最重要地C1化工产品.开辟甲醇地应用范围和其下游产品,将对优化利用化石能源起到重要作用.jLBHrnAILg一碳化工过程将是利用氢气<合成气H2/CO）地重要方面.例如OXO反应可以从烯烃生产醛和进一步加氢生产醇<重要地增塑剂）.从合成气也可直接或间接合成液体燃料、烯烃和其它重要地含氧化合物<除了甲醇以外地其它醇、醋酸、醋酐、二甲醚、甲酸、甲酸甲酯等等）.xHAQX74J0X氢气也是其它有机化合物加氢过程地原料.煤地直接液化过程就需要大量地氢作为中间原料.煤地间接液化<F-T合成）、甲烷化反应,也都需要大量地氢气.LDAYtRyKfE液氢是中国火箭推进地主要燃料.由于燃料电池技术新地发展,氢气作为燃料电池地燃料,展现了极广泛地和潜在地市场.如何从规划及技术上准备和迎接这一必然要到来地发展,将是一项极为重大地事情.Zzz6ZB2Ltk3．中国氢气生产和应用地一些具体数字和分析(1>化肥生产中氢地生产利用表一合成氨产量<万吨）厂型19931994199519961997大型510.0549.3604.3中型459.0665.6840.5小型1237.61227.31319.5合计2206.62442.22764.82710略减1995年中国化肥生产达历史最好水平,全国生产化肥2481.1万吨<折纯）其中氮肥1857.3万吨；磷肥601.5万吨；钾肥22.3万吨.由于进口化肥地影响,1996、1997年产量略减.dvzfvkwMI1由表二可见,氮肥中主要是尿素和碳酸氢铵<小型厂生产为主）.尿素和碳酸氢铵地生产过程,都可以部分<50%左右）回收利用造气过程所产生地CO2,中国在生产化肥地过程,历来都是比较重视 CO2地回收利用地.rqyn14ZNXI由中国合成氨地生产量,我们可以粗略估计出,用在~27′ 106t/a合成氨上地氢量,约在5′ 106t/a.EmxvxOtOco表三给出了中国不同原料合成氨产品地构成。
氢气作为能源存储的研究及应用分析
氢气作为能源存储的研究及应用分析随着人们对能源存储需求日益增长，氢气作为一种理想的能源存储介质引起了人们的广泛关注。
那么氢气到底是怎样作为能源存储的呢？本篇文章将从氢气的生产、储存、运输以及利用等方面探讨氢气作为能源存储的研究及应用分析。
一、氢气的生产氢气的生产方式多种多样，主要包括热解、电解、化学反应等。
而在这些生产方式中，电解法是最常用的氢气生产方式之一。
电解法是指通过外加直流电或交流电对水进行氧化还原反应，将水分解为氢气和氧气的同时，使氢离子和氢氧根离子在电解液中移动形成氢气。
此外，热解法可将天然气、石油等烃类化合物转化成氢气，而化学反应法则是通过硫酸还原法、锌粉还原法等化学方法制备氢气。
二、氢气的储存氢气存在的方式有液态、气态及固态等。
但由于氢气在自然条件下是一种轻质气体，氢气气体密度很低，在气态条件下存储容易造成存储空间过大。
而液态氢气储存则需要极低的温度，在操作中难度较大。
因此，固态氢气储存方式的研究成为了人们的研究热点之一。
其中，金属有机框架材料、大孔材料、碳材料、氢气吸附材料等被广泛应用于氢气的固态储存。
三、氢气的运输氢气运输方式主要有管道输送、压缩气体集装箱、液化氢运输船等。
由于氢气密度低、易燃易爆等特点，氢气运输需要特殊的管道和集装箱用于储存和输送。
例如，压缩气体集装箱需要极高的压力才能将氢气压缩成液态氢，液态氢则需要在极低的温度条件下储存和运输。
四、氢气的利用氢气作为环保、清洁的可再生能源，具有广泛的应用场景。
其中，最为重要的应用是作为燃料电池的燃料。
燃料电池是利用氢气和氧气反应产生电能的一种新型能源设备，它具有高能效、环保等优点。
此外，氢气也可以用于金属加工、焊接、火箭发动机燃料等领域。
总体来说，氢气作为能源存储介质的研究目前仍处于发展的初级阶段，但其在清洁能源领域的应用前景非常广阔。
同时，随着科技的不断进步，氢气技术的完善以及相关政策的支持，氢气能可能会成为未来的主要能源之一。
氢气的生产及利用概述
1 氢气的生产及利用概述1.1 氢气性质及技术指标1.1.1 氢气的性质氢气是无色无味的气体，密度0.0695g/cm3,相对分子量2.0158。
能燃烧，并能与许多非金属和金属直接化合。
在常温下不活泼，但在高温时或催化剂存在时则十分活泼。
用于制造合成氨、盐酸、硬化油、合成甲醇、有机化合物加氢等工业，也用作金属矿的还原剂和作氢气球等。
氢是公认的最洁净的燃料，也是重要的化工合成原料。
但它不是一次能源，它是要从一次能源通过转换生产出来的能量载体。
它又多以高压气态形式作为燃料或原料，在长距离输送分配方面相对地存在着一定困难。
因此，多数氢气用户建有制氢装置，而较小规模的用户则采用外购氢气或液氢(一般为钢瓶)。
1.1.2 氢气的技术指标我国现行《氢气》国家标准经国家技术监督局批准发布并于1996年8月1日开始实施，定义纯度99.99%以下的氢气为工业氢，大于或等于99.99%的为纯氢，大于或等于99.999%的为高纯氢，大于或等于99.9999%的为超纯氢，各类氢气的技术指标见以下各表：表 1 工业氢标准注：①中华人民共和国国家标准《工业氢》GB/T3634-1995②含量与纯度均为体积比③水电解氢不规定氯含量通常，所有需要连续和大量使用氢气的地方，都是采用现场生产，就地使用，如果需要的话，其贮氢量也不会很大，一般采用中低压贮罐贮存，主要用于应急、缓冲或调峰，其运输方式不言而喻，均为管道输送。
只有用氢量不大或不需要连续使用氢气的地方，才涉及到氢的贮运问题。
氢的贮运有四种方式可供选择，即气态贮运、液态贮运、金属氢化物贮运和微球贮运。
目前，实际应用的只有前三种，微球贮运方式尚在研究中。
(一)气态氢由于气态氢密度低，比容大，只有高压贮运才可能有效率。
高压贮氢容器为普通钢瓶或管束式拖车。
对用氢量少而分散的众多用户，采用高压气体钢瓶贮运的形式是比较经济的。
这种方式的特点是可以在恒定的压力下获得氢气，简单而迅速，且易于移动。
氢气在国民行业中的分类标准
氢气在国民行业中的分类标准
在国民经济行业中，氢气通常被归类为能源行业或化工行业的一部分，具体分类取决于氢气的生产和使用目的。
以下是一些可能的分类标准：
1.能源行业：
•氢能源生产：包括通过水电解、天然气蒸汽重整、煤气化等方式生产氢气，以作为能源的存储和传递媒介。
•氢能源应用：包括将氢气用作燃料电池燃料、直接燃烧、热能等形式的能源应用。
2.化工行业：
•氢气作为原料：在化工生产中，氢气可用作氢化反应的原料，例如合成氨、合成甲醇等。
•氢气作为还原剂：在一些化学过程中，氢气被用作还原剂，例如金属提取、有机合成等。
3.工业生产行业：
•氢气作为工业气体：在一些工业生产过程中，氢气被用作工业气体，例如用于气氛控制、气体保护焊接等。
4.研发与创新行业：
•氢能源技术研发：涉及氢能源技术、氢燃料电池技术等的研发和创新。
这些分类仅供参考，具体的行业标准和分类可能因不同国家、地区和行业而异。
在实际应用中，氢气往往涉及到多个行业，因为它在
不同领域都具有重要的应用价值。
氢气生产及热化学利用
氢气生产及热化学利用
氢气是一种高能量密度的化学物质，在工业、能源、医药等领域有广泛应用。
常用的氢气生产方法有以下几种：
1.氢化反应：通过将石油、天然气或其他化学物质与水分
解反应，生产氢气。
这种方法通常使用熔融硫酸铜或其他催
化剂，常见的反应有水燃料电池反应、沸石反应、铁氧化物
反应等。
2.电解分解：通过电解的方式将水分解成氢气和氧气。
这
种方法可以使用太阳能或核能来提供电力，是一种清洁、可
再生的氢气生产方法。
3.还原气体反应：通过将还原气体
（如甲烷、乙烯等）与氧气进行反应，生产氢气。
这种方法需要使用催化剂，常见的催化剂有铁、钴、镍等。
氢气的热化学利用是指将氢气的化学能量转化为热能的过程。
常用的氢气热化学利用方法有以下几种：
1.燃烧反应：将氢气与氧气进行反应，生成水蒸气和热能。
这是最常见的氢气热化学利用方法，可以用于加热、烹饪
等目的。
2.燃料电池：通过将氢气与氧气在燃料电池内反应，生成
水蒸气
和电能。
燃料电池是一种高效、低污染的能源转换装置，常用于汽车、船舶等交通工具的动力供给。
1.加热反应：通过将氢气与其他化学物质反应，生成热能。
例
如，将氢气与碳进行反应，可以生成甲烷；将氢气与硫酸进
行反应，可以生成硫化氢。
总之，氢气是一种重要的能源物质，它的生产和热化学利用都具有重要意义。
工业副产品氢气的用途
工业副产品氢气的用途氢气是一种广泛应用于工业领域的副产品。
当工业生产过程中产生氢气时，如果不对其进行充分利用，将会浪费大量的能源和物质资源。
因此，对于氢气的利用和应用，已成为当前工业领域中亟待解决的问题。
下文将介绍氢气的主要用途。
1. 燃料源氢气具有高能量和低碳排放的特点，是一种优秀的燃料源。
将氢气与氧气反应，可以发生水的生成和大量的能量释放。
在可再生能源和绿色环保的背景下，氢气已被广泛应用于汽车、航天、航空等领域，并成为代替传统非可再生能源的一个重要选择。
2. 金属冶炼在金属冶炼过程中，氢气被用作还原剂的一部分，主要用于还原金属矿石和化合物的氧化物，以提取纯金属。
这是一种重要的工业应用，如冶金业和有色金属加工业。
3. 合成氨的制备氨是一种常见的化学原料，在合成化学和化学工业中，氨是一种重要的中间体，用于制备硝酸、化肥、染料、炸药等。
氢气是合成氨所需的最重要的原料，通过氨的制备，提高了化学工业的效率和质量。
4. 生产氢氧化钠氢氧化钠是工业生产中常用的化学原料之一，广泛用于制造石化产品、纸张、食品、药品、化学药品等。
在氢气的制备过程中，氫氣和氯气相结合，生成氢氯酸，产生氢氯酸溶液后，经过电解就可以得到氢氧化钠。
5. 制造半导体氢气对于半导体工业同样具有重要的作用，氢气可用作半导体生产中的特定过程中的还原剂，用于去除半导体表面的有害元素和杂质，如硅烷化合物和氮化碱金属等。
这些杂质和元素可能会影响半导体的制造和使用，因此在获得更高精度、更高品质半导体的背景下，氢气的应用将具有更为广泛的前景。
总的来说，氢气的利用具有广泛的适用性，它为能源行业的转型、工业的绿色发展和环保产生了重要的贡献。
在推动可持续发展进程的同时，也为工业生产和创新提供了新的机遇，对于推动未来工业的转型和发展，具有重要的意义。
氢气制取技术应用现状及发展趋势分析
要实现风电制氢技术的广泛应用，需要攻克一系列关键技术。其中，风电场的 建设和运营是其中的重要一环。未来风电场将朝着更大规模、更高效率、更低 成本的方向发展，为风电制氢提供稳定、充足的电力供应。此外，制氢工艺和 催化剂材料的研发也是关键，只有提高制氢效率和降低制氢成本的工艺和材料 才能更好地满足市场需求。
然而，氢气制取技术在工业领域的应用也存在一些问题。首先，制取氢气的成 本较高，限制了其在工业领域的大规模应用。其次，氢气制取过程中需要消耗 大量能源，且排放的二氧化碳也不利于环保。
2、化学领域
在化学领域，氢气制取技术主要用于合成氨、生产甲醇、合成石油等过程。此 外，氢气还可用于制备有机物、合成高分子材料等。在这些应用中，氢气作为 反应物或催化剂，能够提高反应效率和产物质量。
接下来，我们将详细介绍800Nm3/h甲醇水蒸汽重整制取氢气的工艺流程。该 流程包括反应器、催化剂、加热炉、冷凝器等主要设备。反应器是整个工艺的 核心，甲醇和水在这里进行化学反应。催化剂可以降低反应的活化能，提高反 应速率。加热炉用于提供反应所需的热量。冷凝器则用于将反应生成的气体冷 却并分离出液体水。
800Nm3/h甲醇水蒸汽重整制取氢气工程在实际应用中有许多优势。首先，该 工艺具有较高的氢气产率，可以满足大规模工业生产的需求。其次，甲醇作为 原料具有易于运输和储存的优势，可以适应各种复杂的环境条件。此外，该工 艺的能量利用率较高，可以有效降低生产成本。
在实际应用中，800Nm3/h甲醇水蒸汽重整制取氢气工程已经取得了良好的效 果。例如，某大型化工企业采用该工艺进行氢气生产，不仅满足了自身生产需 求，还通过对外供应氢气获得了良好的经济效益。该工艺的应用也推动了相关 领域的技术进步和发展。
然而，环保领域中的氢气制取技术应用仍存在技术和成本难题。一方面，与传 统能源相比，氢气的生产成本仍然较高；另一方面，氢气的储存和运输技术还 需要进一步完善。
中国氢能源用途
中国氢能源用途
中国氢能源的主要用途包括以下几个方面：
1. 能源供应：氢能源可以作为一种可再生的能源替代传统化石燃料，用于发电、供暖和燃料电池汽车等领域。
这有助于减少对传统能源的依赖，降低碳排放，并促进能源的可持续发展。
2. 交通运输：氢燃料电池汽车是氢能源的一个重要应用领域。
通过将氢与氧气反应产生电能，驱动电动汽车等交通工具。
与传统燃油车相比，氢燃料电池汽车具有快速加注、无污染排放、长续航里程等优势，可以减少空气污染和交通噪音。
3. 工业制造：氢气可以用作工业燃料，在一些高温、高压的工业生产中取代传统燃料。
例如，氢气可以用于金属加工、化工生产以及钢铁、玻璃、电子等行业的生产过程。
4. 储能：氢能储能技术可以用于电网储能，解决可再生能源波动性和间歇性的问题。
通过利用超级电容器或储氢合金等技术，将过剩的电能转化为氢气储存起来，在需要时再将氢气转化为电能供给电网。
5. 燃料电池应用：氢能源可以通过燃料电池产生电能，用于城市供暖、电力系统备用电源以及船舶、无人飞行器等特殊领域的能源供应。
总之，氢能源在中国的用途日益广泛，包括能源供应、交通运
输、工业制造、储能和燃料电池应用等领域。
这有助于实现清洁能源的替代和可持续发展。
氢气的产生和提取方法
氢气的产生和提取方法氢气是一种具有广泛应用前景的清洁能源。
它的燃烧产生的唯一废气是水蒸气，不会产生二氧化碳等有害物质，因此被誉为“绿色燃料”。
但是，由于氢气在自然界中的存在量极少，因此需要通过人工方法来产生和提取氢气。
本文将从氢气的产生和提取两个方面进行论述，介绍常见的方法和技术，希望能够对读者了解氢气的基本知识和应用提供一些帮助。
一、氢气的产生方法1、水电解法水电解法是目前最常用的氢气产生方法之一。
该方法通过电解水，将水分子分解成氢和氧气两种元素，其中氢气作为副产品得到收集。
水电解法具有生产效率高、成本低、环保等优点，因此在实际应用中得到广泛应用。
水电解法的原理是利用电流穿过水分子时，水分子的化学键断裂，形成氧气和氢气两种气体。
具体实施时，需要将两个电极分别置于电解槽中的两端，并在电解槽中注入适量的水，此时，加上电源，便能够在电极上产生电流，同时将水分子分解成氢气和氧气两种元素。
氢气通过负极释放，形成气泡，可以通过收集装置进行收集。
水电解方法具有简单、有效的特点，能够保证高效率的氢气产生，但同时也存在着较高的能量消耗问题。
因此，在实际应用中，需要结合现有的能源转换技术，实现能耗降低和碳排放的控制。
2、化石燃料转化法化石燃料转化法是另一种常见的氢气产生方法，它主要是通过将化石燃料转变为氢气。
在化石燃料中，主要包括石油、天然气等，这些化石燃料是一类存在于地球内部，由大量有机物质经过自然界几万年的压缩和变化产生的矿物。
在化石燃料转化法中，通过一定的技术手段，将化石燃料转变为氢气，主要包括蒸汽重整法、部分氧化法等。
蒸汽重整法是一种通过蒸汽反应将烃类化合物转化为氢气的方法，主要原理是在催化剂的作用下，将烃类化合物、蒸汽、氧气反应，生成大量的氢气和一定量的一氧化碳等。
3、微生物发酵法微生物发酵法是一种利用微生物发酵产生氢气的方法，该方法具有生产效率高、成本低、生产过程安全等优点。
在微生物的发酵过程中，通过调节温度、氧气和营养物质等因素，可以促进微生物的代谢产物，产生大量的氢气。
可再生能源制氢技术,实践与应用
可再生能源制氢技术,实践与应用摘要：随着科技的发展，氢在工业生产中的地位越来越重要，人们对氢的需求也越来越大，对纯度的要求也越来越高，氢气作为最具潜力的替代矿物燃料，在今后的发展中将占据重要地位。
常规的氢气生产工艺既要消耗一次能源又要生产原材料，而利用可再生能源制氢的生产方法可以产生很高的能源效益。
关键词:可再生能源；制氢技术；实践引言：氢是二十一世纪最有发展空间的能源之一，可以帮助改善气候变暖问题、温室效应问题以及大气污染问题，当前，我国的氢能行业已经从传统的工业原材料转变为循环利用的可持续发展模式。
而推广和有效利用氢气必须先从氢能源入手，已经有专业领域开始在已有技术的基础上进行源头探索，旨在生产和开发更加经济适用的制氢新技术。
一、传统制氢技术（一）一次能源制氢一次能源制氢的基本原则是将原材料和水蒸汽或氧在特定的温度下转化成反应气体，再经过变换、分离和提纯，得到对应的纯氢。
当前，我国主要的生产形式是一次能源的生产。
（二）化工副产氢气回收许多化学过程中，氢并非主要产物，一般常见的氢气多数为附属产品，回收氢气以后可以进行再次循环利用。
该技术的应用范围包括烧碱、焦炭和氰化钠的生产。
每次生产2吨的氰化钠会产生1400Nm3的氢气，其中H2含量在81%-91%之间；焦炉煤气中的H2含量在62.3.%~72.3%之间，在2吨的焦炭中，可以得到840Nm3的辅助气体。
（三）含氢物质制氢氢气中包括了水、甲醇、硼氢化钠、氨等成分。
在八百摄氏度的温度下，气态氨被催化成氢、氮，再通过气相分离，获得了高纯度的氢。
硼氢化钠是一种以常规方法制备高纯度氢气的工艺。
硼氢化钠是一种很好的还原剂，可以通过在强的碱水中和催化剂的催化下进行水解而得到亚硼酸盐和氢。
在此基础上，将甲醇与水蒸汽充分搅拌，再经加压、加温等工艺，使其在催化、转换中得到氢气。
二、风光电解制氢技术（一）碱液电解制氢（ALK)电解水制氢是氢燃料电池反应的逆过程，即通过水电解在阴极上产生H2、在阳极上产生O2。
中国工业制氢方法
中国工业制氢方法随着环境保护和可持续发展理念的日益深入人心，氢能作为一种清洁、高效的能源被广泛关注和应用。
在中国，工业制氢方法得到了不断的探索和发展。
本文将就中国工业制氢方法进行详细介绍。
一、电解水制氢法电解水制氢法是目前应用最广泛的工业制氢方法之一。
该方法主要是通过电解水来分解水分子，产生氢气和氧气。
电解水制氢法具有制氢效率高、纯度高、操作简单等优点，因此在工业生产中得到了广泛应用。
在中国，电解水制氢法主要采用碱性电解槽和膜电解槽两种方式。
碱性电解槽以其成本低、电流效率高等优势，被广泛应用于大规模工业制氢。
膜电解槽则具有操作简单、安全性高等优点，适用于小规模的工业制氢。
二、化石燃料制氢法化石燃料制氢法是利用化石燃料作为原料制取氢气的方法。
常用的化石燃料包括天然气、石油、煤炭等。
化石燃料制氢法通常采用蒸汽重整、煤气化等工艺。
其中，蒸汽重整是一种常用的工业制氢方法，通过将烃类物质与水蒸气进行反应，生成氢气和二氧化碳。
化石燃料制氢法具有原料丰富、生产成本低等优势，但同时也带来了环境污染和二氧化碳排放等问题，因此在可持续发展的背景下，需要进一步探索和发展其他工业制氢方法。
三、生物质制氢法生物质制氢法是利用生物质作为原料制取氢气的方法。
生物质包括农作物秸秆、木材废料、食品加工废弃物等。
生物质制氢法主要通过生物质气化和发酵两个过程来产生氢气。
生物质气化是将生物质在高温下分解产生气体，其中包括氢气。
发酵则是利用微生物将有机废料转化为氢气。
生物质制氢法具有原料可再生、减少二氧化碳排放等优势，因此在可持续发展的需求下，得到了广泛关注和研究。
四、太阳能制氢法太阳能制氢法是利用太阳能进行工业制氢的方法。
太阳能制氢主要分为光电化学法和光解水法两种。
光电化学法是利用光电池将太阳能转化为电能，再利用电解水法将水分解产生氢气。
光解水法则是利用光能直接将水分解成氢气和氧气。
太阳能制氢法具有能源可再生、零排放等优势，是一种非常有潜力的工业制氢方法。
氢气工业用途
氢气工业用途一、引言氢气是一种重要的化学元素，具有广泛的应用价值。
在工业生产中，氢气作为一种重要的化工原料和能源，被广泛应用。
本文将从氢气工业用途的角度出发，对其应用领域进行全面详细地介绍。
二、氢气在化工行业中的应用1. 氢气作为合成氨的原料合成氨是一种重要的化学原料，在肥料、农药、炸药等领域都有广泛应用。
而制备合成氨所需的主要原料就是氢和空气。
其中，制备合成氨所需的纯度高达99.999%以上的高纯度氢，需要通过多级精炼技术才能得到。
2. 氢气作为液化天然气(LNG)加工过程中的冷却剂液化天然气(LNG)是一种清洁、高效、低污染、储运方便等优点明显的能源形式。
而在LNG加工过程中，需要将天然气冷却至-162℃以下才能液化。
而这个过程中所使用到的冷却剂就是液态或者压缩氢气。
3. 氢气作为石油加工中的催化剂在石油加工过程中，氢气可以作为催化剂，用于加速重油的转化。
通过将重油与氢气混合，然后在高温高压下进行反应，可以将重油转化为较轻的液体燃料。
这种技术被广泛应用于炼油厂、化工厂等领域。
4. 氢气作为电子行业中的清洗剂在电子行业中，需要对电子元件进行清洗和除尘处理。
而传统的清洗方法往往会对环境造成污染。
相比之下，使用氢气作为清洗剂则具有更好的环保性能和清洁效果。
此外，在半导体生产过程中，也需要使用高纯度的氢气。
三、氢气在能源领域中的应用1. 氢燃料电池车随着全球环保意识的提高和能源危机问题日益突出，汽车制造商们开始把目光投向了新型能源汽车领域。
其中，以氢燃料电池为动力源的汽车成为了一种备受关注的新型汽车。
氢燃料电池车具有零排放、高效能、低噪音等优点，被认为是未来汽车领域的发展方向之一。
2. 氢气作为燃料氢气本身也可以作为一种燃料，被广泛应用于航空、火箭等领域。
与传统的化石燃料相比，氢气具有更高的能量密度和更好的环保性能。
此外，随着技术的不断进步，将来还可以将氢气作为家庭、工业等领域的清洁能源。
四、其他领域中的应用1. 氢气作为保护气体在金属焊接、切割等工艺中，常常需要使用保护气体来防止金属受到空气中杂质或者水分的污染。
氢能源的生产和利用技术
氢能源的生产和利用技术氢能源作为一种清洁、高效的能源形式，近年来备受关注。
其生产和利用技术的发展对于推动能源转型、减少碳排放具有重要意义。
本文将对进行深入探讨，分析其现状、发展趋势以及面临的挑战。
一、氢能源的生产技术1.1 电解水法电解水法是目前最常用的氢能源生产技术之一。
通过电解水将水分解成氢气和氧气，其中电解过程中所需的电能可以通过可再生能源如太阳能、风能等来提供，实现零排放的氢气生产。
1.2 天然气重整法天然气重整法是另一种常用的氢气生产技术，通过对天然气进行重整反应，产生氢气和二氧化碳。
然而，这种方法会产生大量的二氧化碳排放，对环境造成负面影响。
1.3 生物质气化法生物质气化法是一种利用生物质资源生产氢气的技术，通过将生物质进行气化反应，产生氢气和一氧化碳。
这种方法可以有效利用废弃生物质资源，减少对化石能源的依赖。
二、氢能源的利用技术2.1 燃料电池技术燃料电池是一种将氢气和氧气通过电化学反应产生电能的技术。
燃料电池具有高效、无污染的特点，可以广泛应用于汽车、船舶、航空等领域。
2.2 氢气燃烧技术氢气燃烧技术是将氢气作为燃料进行燃烧，产生热能。
氢气燃烧具有高燃烧效率、无污染排放的特点，可以替代传统的燃料燃烧技术。
2.3 氢气储存技术氢气的储存技术是氢能源利用中的关键环节。
目前常用的氢气储存技术包括压缩储氢、液化储氢、固态储氢等方法，每种方法都有其优缺点。
三、氢能源的发展趋势3.1 氢能源产业化随着氢能源技术的不断成熟，氢能源产业化进程加快。
各国相关部门纷纷出台支持氢能源产业发展，推动氢能源技术的商业化应用。
3.2 氢能源应用领域拓展氢能源不仅可以用于交通领域，还可以应用于工业、航空、航天等领域。
未来氢能源的应用领域将进一步拓展，为能源转型提供更多可能性。
3.3 氢能源国际合作氢能源是一个全球性的议题，各国之间需要加强合作，共同推动氢能源技术的发展。
国际合作可以促进技术交流、资源共享，推动氢能源产业的全球化发展。
氢气在生产和生活中用途
氢气在生产和生活中用途氢气的用途非常广泛，它在许多领域都发挥着重要作用。
下面，我将详细介绍氢气在生产和生活中的具体用途。
一、氢气在工业生产中的用途1、炼油工业：在炼油厂中，氢气被用来将石油和天然气分子中的杂质和硫化物去除，从而使燃料更加纯净。
2、化工工业：氢气是合成氨、甲醇、丙烯、乙醇、氢氟酸等化学品的重要原料。
正是因为氢气可以和许多其他元素结合，它才被广泛用于化工领域中。
3、电子工业：氢气在半导体制造和太阳能电池制造中被使用。
氢可以被用来清洗半导体制造设备，以消除异物和氧化物等杂质。
此外，氢还可以用来制造太阳电池，在这个过程中，氢气被用来制造纯净的硅晶体。
4、金属加工工业：在钢铁制造中，氢气可以起到退火、裂解和清洁的作用。
氢气还能够用于生产精密加工、电镀、电解和氢化加工等领域。
二、氢气在生活中的用途1、氢燃料汽车：随着全球环境问题日益加剧，氢燃料汽车正在成为各国政府日益关注的目标。
和传统燃油车相比，氢燃料车可以在排放时不产生有害物质，同时具备高能量密度、零污染、零噪音等优点。
因此，氢燃料汽车可以有效地解决传统燃油车给环境带来的负面影响。
2、氢气发电：氢燃料电池是一种将氢气转化为电能的技术，使用氢气燃料产生电能。
它不会产生有害物质，所以对环境没有污染，同时产生的电能可以在家庭、企业、机构等领域得到广泛应用。
3、氢气清洁饮用水：氢气水是一种富含氢离子的饮用水，可以有效地保护人体细胞免受氧化损伤，具有抗衰老、抗氧化、抗疲劳等效果。
氢气水可以在健康、美容、水净化等领域得到广泛应用。
4、氢气治疗：医学界普遍认为，某些疾病与人体氧化应激有关。
氢气可以作为一种抗氧化剂，具有抗衰老、防止疾病、调节免疫功能的作用。
总之，氢气在生产和生活中的用途非常广泛，在许多领域都发挥着重要作用。
随着技术的不断进步，氢气的使用前景愈发明朗，未来更有可能被广泛应用于各个领域。
氢在钢铁生产中的应用及趋势
氢在钢铁生产中的应用及趋势随着环保和能源问题的日益突出，钢铁行业正面临着巨大的压力和挑战。
氢作为一种清洁能源和环保燃料，已经逐渐成为钢铁生产中的一种重要应用。
本文将介绍氢在钢铁生产中的应用及趋势。
一、氢在钢铁生产中的应用1. 氢还原法氢还原法是指利用氢气对金属氧化物进行还原得到金属的方法。
在钢铁生产中，氢气可以用来还原铁矿石中的铁氧化物，直接得到纯铁或者高纯度的铁粉。
这种方法相对于传统的高炉炼铁方法，不仅能够减少二氧化碳的排放，而且可以提高铁的纯度和产品质量。
2. 氢气和氧气混合燃烧法氢气和氧气混合燃烧法是指将氢气和氧气混合燃烧，产生高温高压的气体，用于钢铁的烧结、热处理和加热等工艺。
这种方法相对于传统的煤炭燃烧方法，不仅能够减少大气污染物的排放，而且可以提高热效率和产品质量。
3. 氢气与炉渣反应法氢气与炉渣反应法是指利用氢气与炉渣进行反应，生成可再利用的燃料气体。
这种方法可以有效地减少烧结、热处理和加热等工艺中的能源消耗和二氧化碳排放，同时还能够提高产品质量和节约成本。
二、氢在钢铁生产中的趋势1. 氢取代煤炭随着环保和能源问题的日益突出，钢铁行业正面临着巨大的压力和挑战。
氢作为一种清洁能源和环保燃料，已经逐渐成为钢铁生产中的一种重要应用。
未来，氢有望取代煤炭成为钢铁行业的主要能源来源，实现真正意义上的清洁生产。
2. 氢技术的不断完善随着氢技术的不断完善，氢气的生产成本将会不断降低，氢气的储存和运输也将变得更加安全和便捷。
这将促进氢在钢铁生产中的广泛应用和推广。
3. 氢与智能制造的结合随着智能制造的不断发展，钢铁生产将会越来越智能化和自动化。
氢作为一种清洁能源和环保燃料，在智能制造中也将发挥越来越重要的作用，为钢铁行业的未来带来更多的机遇和发展空间。
综上所述，氢在钢铁生产中的应用及趋势十分广泛，有望成为钢铁行业未来的主要发展方向之一。
氢气的使用工艺流程
氢气的使用工艺流程1. 概述氢气是一种重要的化学物质，广泛应用于许多工业领域。
本文将介绍氢气的使用工艺流程，包括氢气生产、处理与储存、输送与分配、以及氢气的应用。
2. 氢气生产氢气的生产主要有以下几种方式：•煤炭气化法：通过高温对煤炭进行气化，产生氢气。
•蒸汽重整法：利用蒸汽将烃类燃料重新组合，产生氢气。
•电解水法：通过电解水分解，将水转化为氢气和氧气。
•生物质发酵法：利用微生物将生物质转化为氢气。
3. 氢气处理与储存在生产氢气后，需要对其进行处理和储存，以确保氢气的质量和安全性。
3.1 氢气纯化氢气中可能存在一些杂质和有害物质，如二氧化碳、硫化氢等，需要进行纯化处理。
3.2 氢气压缩与储存经过纯化处理的氢气需要进行压缩并储存起来，常用的储存方式包括气体压力容器和液化储罐。
4. 氢气输送与分配一旦氢气经过处理和储存后，需要输送到使用地点并进行分配。
4.1 氢气管道输送氢气可以通过专门设计的管道进行输送，这种方式适用于氢气在长距离输送的情况。
4.2 氢气压力瓶分配对于小规模使用的氢气，常常使用压力瓶进行分配，便于携带和使用。
5. 氢气应用氢气在许多工业领域有着广泛的应用，以下是一些常见的应用领域：•化学工业：氢气用于合成氨、氢氟酸等化学物质的生产过程。
•石油工业：氢气可以用于加氢裂化和加氢脱硫等炼油过程中。
•电力工业：氢气可以作为燃料电池中的燃料，产生电能。
•金属加工：氢气可用于金属焊接、退火、还原等工艺过程。
•氢能源：氢气可以作为一种清洁能源，用于发电、燃料电池车辆等领域。
6. 安全注意事项在氢气的生产、处理、储存、输送和应用过程中，需要注意以下安全事项：•防爆措施：氢气是易燃易爆的气体，在储存和使用时需要采取相应的防爆措施。
•泄漏处理：及时处理氢气泄漏，避免氢气积聚和引发安全事故。
•检测监控：安装氢气泄漏检测报警器，定期进行氢气泄漏监控。
•防腐蚀措施：氢气对一些金属材料具有腐蚀性，需要采用耐腐蚀材料进行设备设计。
氢气在金属冶炼中的应用
高效能源
氢气作为一种清洁能源，燃烧产物 仅为水蒸气，不会对环境造成污染 。
可再生能源
氢气可以通过水电解、天然气重整 等方法制备，是一种可再生的能源 。
04
氢气在金属冶炼中的具体应用
氢气在钢铁冶炼中的应用
降低铁水含硅量
通过向铁水中吹入氢气，可以降 低铁水中的硅含量，提高钢的品
质。
脱硫
氢气可以与钢水中的硫反应生成 硫化氢，从而达到脱硫的目的。
保护金属不被氧化
在金属冶炼过程中，氢气可以作为保 护气，将金属与空气中的氧气隔绝， 防止金属被氧化。
维持还原气氛
减少杂质
通过控制氢气的流量和压力，可以有 效地减少金属中的杂质和气体含量。
在金属的精炼和连铸过程中，氢气可 以维持还原气氛，保证金属的纯度。
氢气作为能源
提供热量
氢气燃烧会产生大量的热能，可 以用于直接加热金属或提供冶炼
某稀有金属企业的氢气冶炼项目
总结词
高纯度产品，市场竞争力强
详细描述
该稀有金属企业通过氢气冶炼技术，成功制备出高纯度的稀土金属和特种合金，产品品质优良，市场竞争力强， 为企业带来了可观的经济效益。
THANKS
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金属冶炼的过程
矿石准备
对矿石进行破碎、磨细 、筛分等处理，以减小 其粒度，提高后续处理
的效率。
熔炼与还原
高温条件下，通过加入 还原剂将矿石中的金属
还原成金属单质。
精炼与提纯
对初步提取的金属进行 进一步精炼和提纯，去 除杂质，提高金属纯度
。
金属加工
将纯化后的金属加工成 各种规格和用途的金属
材料。
03
氢气在金属冶炼中面临的挑战
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中国氢气的生产和应用—现状与前景朱起明魏俊梅徐柏庆清华大学碳化工国家重点实验室 1000841.前言氢是公认的最洁净的燃料，也是重要的化工合成原料。
但它不是一次能源，它是要从一次能源通过转换生产出来的能量载体。
它又是一种气体燃料，在输送分配方面相对地存在着一定困难。
中国又是一个以煤为主要一次能源的国家，所以，就要应用“环境、能效、经济”的生命周期研究方法，结合国情和地区的实际，用系统工程的眼光来全面地评估中国氢的生产和应用；要结合地区的实际，选择先进的技术，合理的方法来生产和应用氢，以获得最大的经济和环境效益。
出于此目的，我在这里对目前中国氢气的生产和应用的状况进行初步剖析，并对今后的发展提出很粗浅的看法，供大家研讨。
2.中国生产氢气和利用氢的基本状况：1．氢的主要生产方法目前氢气主要是作为一种中间产品而生产的。
它是进一步化工合成加氢的重要原料。
它主要是由化石能源天然气（CH4）、原油（烃）和煤作为原料和水蒸汽在高温下重整、气化或烃类部分氧化转化生成。
在转化过程中，化石能源中的碳首先变为CO（或CO2）。
为了多得到氢，又通过水汽变换反应CO+H2O＝H2+CO2, 把把CO进一步转化为CO2。
所以，由化石能制氢就会排放CO2。
其CO2排放量：煤>油>天然气，这是由原料的碳氢比所决定的。
氢也可由电解水（盐水）生产，但这是一种较昂贵的方法，一般是在特殊的生产目的下的副产品，例如氯碱工业；或是为了获得特殊需要的氢（如火箭燃料）。
电解法制氢只有在利用水电或太阳能光解水时，才可以说是合理的。
炼油厂和一些化工过程也会副产一些氢气，但这些都不是最主要的生产氢的方法。
2．氢的利用在中国氢主要是作为化工合成的中间产品或原料，目前在中国氢作为直接产品或燃料的量是较少的。
当前在中国氢是较贵和较缺的（相对于其他国家来说），主要是因为我国一次能源是以煤为主，煤比石油，天然气含氢量少，制氢过程就需要用更多的蒸汽，要消耗较多的能量。
氢最大量的用处是在合成氨，世界上~60%的氢是用在合成氨上（~6´ 1012立方英尺）中国的比例更高。
下一节将具体列出中国合成氨的产量和以煤、天然气和轻油为原料的比例。
为了改善环境的要求，目前对汽、柴油的质量要求在不断提高，炼油过程的加氢裂化和加氢精制过程，也需要应用大量的氢气，炼油厂重整等过程副产的氢气是远不够用的。
有加氢裂化和加氢精制装置的厂，都需另加轻油蒸汽重整（或部分氧化）的制氢装置。
另一项较大量的氢气用处是利用合成气（CO/H2）合成甲醇。
在一些技术发达的国家，甲醇主要是用来生产MTBE作为汽油的添加剂。
在中国由于C4烯烃的量有限，合成MTBE 消耗甲醇量的比例不是很高。
甲醇既是重要的化工原料，本身也是一种很好的发动机燃料。
因此，甲醇是最重要的C1化工产品。
开辟甲醇的应用范围和其下游产品，将对优化利用化石能源起到重要作用。
一碳化工过程将是利用氢气（合成气H2/CO）的重要方面。
例如OXO反应可以从烯烃生产醛和进一步加氢生产醇（重要的增塑剂）。
从合成气也可直接或间接合成液体燃料、烯烃和其他重要的含氧化合物（除了甲醇以外的其他醇、醋酸、醋酐、二甲醚、甲酸、甲酸甲酯等等）。
氢气也是其他有机化合物加氢过程的原料。
煤的直接液化过程就需要大量的氢作为中间原料。
煤的间接液化（F-T合成）、甲烷化反应，也都需要大量的氢气。
液氢是中国火箭推进的主要燃料。
由于燃料电池技术新的发展，氢气作为燃料电池的燃料，展现了极广泛的和潜在的市场。
如何从规划及技术上准备和迎接这一必然要到来的发展，将是一项极为重大的事情。
3．中国氢气生产和应用的一些具体数字和分析(1)化肥生产中氢的生产利用表一合成氨产量（万吨）1995年中国化肥生产达历史最好水平，全国生产化肥2481.1万吨（折纯）其中氮肥1857.3万吨；磷肥601.5万吨；钾肥22.3万吨。
由于进口化肥的影响，1996、1997年产量略减。
由表二可见，氮肥中主要是尿素和碳酸氢铵（小型厂生产为主）。
尿素和碳酸氢铵的生产过程，都可以部分（50%左右）回收利用造气过程所产生的CO2，中国在生产化肥的过程，历来都是比较重视 CO2的回收利用的。
由中国合成氨的生产量，我们可以粗略估计出，用在~27´ 106t/a合成氨上的氢量，约在5´ 106t/a。
表三给出了中国不同原料合成氨产品的构成; 表四给出了中国氮肥生产一次能源成。
从表中可见，目前以煤和焦炭为原料占了大部分，天然气只占18.6%左右。
氮肥行业1995年消耗天然气量为52.6亿立方米，主要集中在一些年产量急30万吨合成氨的大型厂。
表二 1995年氮肥品种的构成（万吨）表三中国不同原料合成氨产品构成表四氮肥生产一次能源构成而在此期间化肥的产需比约在65~70%之间，1995年仍进口了1080万吨化肥。
中国目前合成氨厂平均单位产品的能耗是比较高的。
相对比较，以天然气为原料的大型厂，能耗较低，而且建厂投资较低。
它的能耗为煤头的0.6~0.7倍。
表五不同原料合成氨厂的平均单位产品能耗值而目前新建大型合成氨厂能耗设计值。
应该是，天然气为原料的28GJ/t；渣油为38.1GJ/t；煤48.15 GJ/t NH3新建大型氮肥厂（30´ 104t/a氨,52´ 104t/a尿素）投资大体为，天然气24亿元，渣油 32亿元, 水煤浆42亿元。
单纯从投资看，是以天然气为原料最低。
但如再考虑到原料价格，将对生产成本产生新的影响，其初步分析结果如表六。
表六原料价格对生产成本的影响从表六可见，如果天然气价格比较低时，生产成本则最低，由于中国某些富煤地区，煤价较低，煤头的生产成本还是比较有竞争力的。
（2）合成甲醇生产中的用氢状况：中国这几年甲醇的生产能力增长比例是比较高的，生产量比生产能力增长得稍慢。
1993年精甲醇产量为92.7 万吨；1994年为 125.5 万吨；1995年为146.9万吨。
约150万吨的甲醇产量，大约需消耗氢气20万吨，比起合成氨的耗氢量，它只占很小部分。
（3）合成氨和合成甲醇生产中的气化技术：以煤为原料的中、小型厂，煤的气化主要使用固定床水煤气和半水煤气气化炉。
在中国已有大型的以煤为原料的合成氨厂和合成甲醇厂使用德士古水煤浆气化炉的成功经验（鲁南化肥厂，渭河化肥厂和上海焦化厂等）。
由天然气造气（合成气）和水汽变换催化技术，气体净化技术也都是成熟的。
今后进一步发展煤和煤层气的综合利用，在气化技术方面中国已有较好的基础。
（4）大约500万t/a的烧碱生产，将副产约13.5万t/a氢气，作为产品或加氢的原料。
此氢是食盐水电解法生产的。
（5）中国炼油厂主要副产氢气的是催化重整工艺。
1997年全国催化重整47套生产能力1238万t/a，副产氢气约37.14万t/a。
但有的炼油厂为了改进油品的质量，设有加氢裂化或加氢脱硫、脱氮装置，副产的氢气还是很不够用的，通常还要自建制氢装置。
其它工艺过程产生的含氢气体（如催化裂化气含40%H2）一般都在厂里作为燃料烧掉。
（6）一碳化学合成工艺利用氢前面已介绍到一碳化学最主要的产品甲醇，甲醇的进一步发展将依赖于其在代用燃料方面的应用和下游产品的开发。
二甲醚是非常有希望发展的另一碳化学较大宗的产品。
它作为柴油的代用燃料，有很高的十六烷值，可以大大改善柴油发动机的排放。
合成气化学（一氧化碳加氢反应）最有利的发展方向就是合成含氧化合物，它可以使CO分子中的氧进入到产品分子中，而不使或少使O去消耗宝贵的氢而生成水。
因此合成甲醇、二甲醚等含氧化合物，并在最佳的条件下大量利用它，是有效、洁净利用煤的重点方向之一。
也是现期最易在某些地区实施的“绿色”代用燃料。
这也是我们多年来组织研究实施和建议推广的项目。
但目前由于油价的低迷和尚未引起有关人士的重视，实际的燃料应用量尚是微乎其微的。
合成气合成含氧化合物的另一项重要产品就是合成醋酸和醋酐的工艺，它是甲醇羰基合成的产品。
目前在上海吴泾和江苏镇江都已成功地实现了大型化的生产（³ 10´ 104t/a)。
在镇江的厂还成功地利用CO2转化成羰基合成所需的CO，大大降低了CO2的排放。
甲酸、甲酸甲酯、碳酸二甲酯、草酸等氧化合物也是一碳化学的重要优势产品。
目前在中国都已开发出一些先进的催化工艺。
这些产品今后的效益是很好的。
当然在量上尚赶不上甲醇等产品。
合成气合成汽油，煤的直接液化，也都是一些利用氢的工艺，在中国有些适合发展的地区，也还是有可能得到发展的。
但在经济上的竞争力会遇到更多的困难。
（7）综上所述，可对中国氢的生产和利用概括地得到以下主要结果? 在中国目前最大的用氢量是在合成氨生产上，而其制氢的原料，目前主要部分是煤和焦。
? 由煤、天然气（煤层气）制氢的技术是成熟的。
CO2的回收利用在某些方面也已积累了经验。
? 目前中国的氢还是缺少的，价格偏贵，但生产氢的潜力应该是很大的。
? 汽车代用燃料的研究开发在中国还是很活跃和有技术基础的，在中国目前的背景下它应该成为应用煤和煤层气制氢或（CO/H2)的一个重要领域。
但目前还等待着如何根据技术的发展国情和各地区的特定条件，选择一条最合理的、现实的发展路线。
我想，这也是今天我们在研讨的目的。
? 开发质子膜燃料电池技术的研究工作，中国也一直在进行，也已取得不少技术成果。
显然，这是今后利用煤和煤层气的一个十分重要的方向。
如何把燃料电池技术的发展、应用与煤的洁净利用，煤层气的利用、以至于整个化石能的优化利用规划掀接好，这应是今天研讨的重点之一。
3.对今后发展的设想中国是一次能源以煤为主的能源消耗大国，目前原煤年产量已超过14亿吨，使用煤炭所造成的污染，是主要大气污染源。
目前，CO2排放量已在世界上位居第二，占14%。
而在一些大城市（如北京），汽车尾气造成的大气污染已上升为第一位。
随着经济的高速发展，能源消耗还会增长。
如果不重视环境治理，后果将是十分严重的。
如何根据目前中国能源结构的特点，解决好优化利用能源资源的课题，特别是煤的洁净高效利用和利用好煤层气等天然气资源，将是十分重大的战略任务，是中国社会和经济可持续发展的重大的课题。
现仅就中国今后如何利用好煤和煤层气发表很粗浅的意见。
1．中国目前天然气在一次能源消费中的比例太低（~2%），今后10~20年中，将力求把天然气的消费比例，提高到>10%，但即使这样，煤的绝对消耗量还是会增加的，煤的洁净利用，将还是最大的问题。
天然气（包括煤层气）的最主要利用，是替代部分煤的直接燃烧（包括民用和工业应用）。
因为这是在环境效益上最突出的（煤直接燃烧比天然气燃烧在排放的综合指数上要高几十倍）。
因此，大的煤层气田应该和天然气大气田同等对待，力求把这个CH4气纳入全国的天然气管网，综合利用。