化石原料制氢技术发展现状与经济性分析

doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2019-1088

摘要/Abstract

摘要：

对煤制氢、天然气制氢、甲醇制氢以及工业副产回收氢气等化石原料制氢技术发展现状进行了详细分析，研究对比了几种化石原料制氢技术的生产成本与经济性，并对化石原料制氢产业发展前景进行了深入思考，总体认为：煤制氢具有资源成本优势，是实现大规模制氢的首选技术；天然气制氢发展潜力大，但目前存在资源约束和成本较高的问题；工业副产回收氢气是未来颇具发展潜力的制氢方式；甲醇制氢规模灵活，但存在设备成本高、稳定性较差等不足。在当前太阳能等新能源制氢技术尚未成熟的现实条件下，化石原料制氢必将担当主要角色，未来氢能产业必将是化石原料制氢与电解水制氢、新能源制氢多种方式共存、多元化发展的供给格局。

关键词: 煤制氢, 天然气制氢, 甲醇制氢, 工业副产回收氢, 成本分析, 产业前景

Abstract:

The development status of hydrogen production technology from coal, natural gas, methanol and hydrogen recovery from industrial byproducts was analyzed in detail. The production cost and economy of several hydrogen production technologies from fossil raw materials were studied and compared, and the development prospect of hydrogen production technology from fossil raw materials was deeply considered. The conclusion was that coal hydrogen production technology had excellent resources. Coal-based hydrogen production was the preferred technology for large-scale hydrogen production because of its potential and cost advantages. Natural gas-based hydrogen production had great development potential, but there were problems of resource constraints and high cost. By-product hydrogen recovery was a potential hydrogen production mode in the future. Methanol-based hydrogen production was flexible in scale, but it had shortcomings of high equipment cost and poor stability. Under the current situation that new energy hydrogen production technologies such as solar energy were not yet mature, hydrogen production from fossil raw materials will play a major role. In the future, hydrogen industry will be the supply pattern of coexistence and diversified development of various ways of hydrogen production from fossil raw materials， electrolytic water and new energy.

Key words: coal to hydrogen, natural gas to hydrogen, methanol to hydrogen, by-product to hydrogen, cost analysis, industrial prospects

中图分类号:

TK91

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图/表 9

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序号	制氢工艺	主要原料	技术成熟度	工业应用情况
1	煤气化法	煤、石油焦	成熟	大规模应用
2	甲烷蒸汽转化	天然气	成熟	大规模应用
3	甲醇蒸汽转化	甲醇	成熟	已工业化应用
4	水电解法	水	接近成熟	已工业化应用
5	工业副产氢	合成气、炼厂重整副产物、低碳烷烃	成熟	已工业化应用
6	生物质气化	各类生物质	接近成熟	已小规模应用

序号	制氢工艺	主要原料	技术成熟度	工业应用情况
1	煤气化法	煤、石油焦	成熟	大规模应用
2	甲烷蒸汽转化	天然气	成熟	大规模应用
3	甲醇蒸汽转化	甲醇	成熟	已工业化应用
4	水电解法	水	接近成熟	已工业化应用
5	工业副产氢	合成气、炼厂重整副产物、低碳烷烃	成熟	已工业化应用
6	生物质气化	各类生物质	接近成熟	已小规模应用

氢气来源	生产原理	原料消耗	氢气产能 /万吨·年^-1
炼厂催化重整	以石脑油为原料，生产高辛烷值汽油和“三苯”，同时副产氢气	1t原料油可副产氢气20～30kg	136（2018年）
丙烷脱氢	丙烷催化脱氢生产丙烯，同时副产氢气、C₄₊等	丙烯收率按42%计算，生产1t丙烯可副产氢气54kg	18（2017年）
焦炉煤气	煤炭经高温干馏后，在产出焦炭和焦油产品的同时，得到主要成分为甲烷、氢气和CO等的可燃气体	通常生产1t焦炭可副产425.6m³焦炉气，1m³的焦炉煤气可制取约0.44m³的氢气	721（2017年）
氯碱化工	用电解饱和NaCl溶液的方法来制取NaOH、氯气和氢气	生产1t烧碱可副产270m³氢气	81（2017年）

氢气来源	生产原理	原料消耗	氢气产能 /万吨·年^-1
炼厂催化重整	以石脑油为原料，生产高辛烷值汽油和“三苯”，同时副产氢气	1t原料油可副产氢气20～30kg	136（2018年）
丙烷脱氢	丙烷催化脱氢生产丙烯，同时副产氢气、C₄₊等	丙烯收率按42%计算，生产1t丙烯可副产氢气54kg	18（2017年）
焦炉煤气	煤炭经高温干馏后，在产出焦炭和焦油产品的同时，得到主要成分为甲烷、氢气和CO等的可燃气体	通常生产1t焦炭可副产425.6m³焦炉气，1m³的焦炉煤气可制取约0.44m³的氢气	721（2017年）
氯碱化工	用电解饱和NaCl溶液的方法来制取NaOH、氯气和氢气	生产1t烧碱可副产270m³氢气	81（2017年）

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