工业制氢的方法有哪些?
1、电解水制氢
电解水制氢是应用较成熟的方法之一。以水为原料的制氢过程是氢和氧燃烧生成水的逆过程,因此只要提供某种形式的能量,水就可以分解。从水分解制氢的供电效率通常为75-85%。其工艺简单,无污染,但耗电量大,应用受到限制。电网峰谷差电解水制氢作为一种储能方式,有其自身的特点。中国水资源丰富,通过电解水进行水力发电和制氢具有发展前景。太阳能取之不尽,其中利用光电制氢的方法即称为太阳能氢能系统,国外已进行实验性研究。随着太阳电池转换能量效率的提高,成本的降低及使用寿命的延长,其用于制氢的前景不可估量。同时,太阳能、风能和海洋能源也可以通过电产生氢气,并将氢气作为中间能源载体来调节、储存和转换能源,使用户的能源供应更加灵活方便。供电系统的剩余电能还可以在供电系统低谷时用于电解水制氢,以达到储能的目的。中国有数百套不同规模的水电解制氢装置,但都是小型电解制氢设备,其目的是生产氢气作为原料,而不是作为能源。随着氢能应用的逐步扩大,水电解制氢方法将得到发展。
2、矿物燃料制氢
煤、石油和天然气制氢是当今的主要方法。该方法在中国工艺成熟,已建成工业生产设备。
(1)煤为原料制取氢气
在中国的能源结构中,煤炭将在很长一段时间内成为主要能源。如何提高煤炭的利用效率,减少对环境的污染,是一个需要不断研究的课题。将煤转化为氢是其方法之一。
(2)以天然气或轻质油为原料制取氢气
该法是在催化剂存在下与水蒸汽反应转化制得氢气。主要发生下述反应:
CH4+H2O→CO+H2
CO+H2O→COZ+HZ
CnH2h+2+Nh2O→nCO+(Zh+l)HZ
反应在800-820℃进行。从上述反应可以看出,一些氢也来自水蒸气。该方法生产的气体中氢含量可达74%(体积),其生产成本主要取决于原料价格。
(3)以石油为原料部分氧化法制取氢气
石油原料包括常减压渣油和石油深加工后的燃油。重油与蒸汽和氧气反应生成氢气气体产品。部分石油燃烧提供转化吸热反应所需的热量和一定的反应温度。
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