随着氢能产业的大规模发展,市场对氢气的需求将迅速增长。目前,行业研究提出了许多氢生产方法,包括化石资源和可再生能源氢生产,但化石原料氢仍处于行业主导地位,如何利用现有化石资源,研发行业可行的氢气生产技术,为氢燃料电池汽车的发展提供足够的动力燃料来源,具有非常重要的现实意义。
截至2020年,全球96%的商用氢都是煤炭.石油.制备天然气等化石燃料,其他制氢方法包括生物质气化和水电解。
石油炼油合成氨化肥行业是世界上最大的氢用户,先进的制氢技术大多由大型石油企业推广,如shell.Mobil.Texco等。
我国合成氨工业生产的氢气有80%以上,合成氨的原料以煤为主,制氢会消耗有限的化石燃料储量,但在先进方面.在成熟的制氢方法出现之前,化石原料制氢在未来几十年仍将发挥重要作用。
化石原料制氢现状
近年来,由于煤制氢.基于石油替代和经济原因,天然气制氢技术的大规模应用,重油(常见).工业上很少采用减压渣油、燃料油等)。
煤制氢
煤气化制氢是工业大规模制氢的首选方法之一,其具体工艺是煤炭通过高温气化产生合成气(H2+CO).CO通过与水蒸气的转化转化为与水蒸气的转化H2+CO2.去除酸性气体(CO2+SO2).氢气净化等工艺环节,可获得不同纯度的氢气。
传统煤气化制氢工艺技术成熟.原料成本低.但其设备结构复杂.设备投资成本高。
与煤气化工艺一样,炼油厂生产的石油焦也可以作为气化氢的原料,这是使用石油焦高附加值的重要途径之一。煤/石油焦制氢工艺也可与煤整体气化相结合(IGCC)氢气有效结合.蒸汽.发电一体化生产,提高炼油厂效率。