氫氣不僅是重要的工業(yè)原料和還原劑，也是燃料動(dòng)力電池的必要燃料。隨著燃料動(dòng)力電池的推廣和普及，燃料動(dòng)力電池汽車進(jìn)入成熟市場(chǎng)，氫的消耗量也會(huì)以驚人的速度新增。目前工業(yè)制氫重要有幾種方法：一是采用化石燃料制取氫氣;二是從化工副產(chǎn)物中提取氫氣;三是采用采用來(lái)自生物的甲醇甲烷制取氫氣，四是利用太陽(yáng)能、風(fēng)能等自然能量進(jìn)行水的電解。

氫氣制造方法

化石燃料制氫

化石燃料制氫是比較傳統(tǒng)的制氫方法，也是制氫的老工藝，但仍然離不開(kāi)對(duì)化石燃料的依賴，并且會(huì)排出二氧化碳等溫室氣體，導(dǎo)致燃料動(dòng)力電池環(huán)保價(jià)值降低。一般用于制氫的化石燃料為天然氣。天然氣制氫的過(guò)程是：在一定的壓力和高溫及催化劑用途下，天然氣中烷烴和水蒸汽發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。轉(zhuǎn)化氣經(jīng)過(guò)沸鍋換熱、進(jìn)人變換爐使C0變換成H2和CO2。再經(jīng)過(guò)換熱、冷凝、汽水分離,通過(guò)程序控制將氣體依序通過(guò)裝有3種特定吸附劑的吸附塔，由變壓吸附(PSA)升壓吸附N2、CO、CH4、CO2，提取產(chǎn)品氫氣。

天然氣制氫原理

焦?fàn)t氣制氫

焦?fàn)t氣制氫技術(shù)是采用變壓吸附的工藝，從煉焦行業(yè)副產(chǎn)的焦?fàn)t氣中提取純氫。其基本原理是利用固體吸附劑對(duì)氣體的吸附具有選擇性，以及氣體在吸附劑上的吸附量隨其分壓的降低而減少的特性，實(shí)現(xiàn)氣體混合物的分離和吸附劑的再生，達(dá)到提純制氫的目的。

焦?fàn)t氣制氫原理

甲醇裂解制氫

甲醇裂解制氫的工藝過(guò)程是甲醇和除鹽水按一定的配比混合,加熱至270℃左右的混合物蒸汽，在催化劑(Cu-Zn-Al)或者(Cu-Zn-Cr)的用途下,發(fā)生催化裂解和轉(zhuǎn)化反應(yīng)。

甲醇裂解制氫原理

電解水制氫

氫氣還能夠通過(guò)傳統(tǒng)的電解水法獲得，但這種方法由于能耗過(guò)高，除已建成裝置外，已少有新建裝置。

電解水制氫

有上述各方法可知，在工業(yè)上目前已經(jīng)有多種制氫的途徑。這些方法都有各自的優(yōu)勢(shì)和局限性。天然氣制氫和焦?fàn)t氣制氫均適用于大規(guī)模制氫，但也均受限于原料的供應(yīng)，并且具有污染性。在環(huán)保方面，焦?fàn)t氣制氫利用的雖然是煉焦的副產(chǎn)物，但無(wú)法去除其中的污染物，而天然氣制氫依然要化石燃料作為原料。相比之下，甲醇裂解制氫具有投資低、建成快、無(wú)污染等特點(diǎn)，并且甲醇作為原料可以更為靈活，但甲醇裂解制氫難以進(jìn)行大規(guī)模的制氫。

各種制氫優(yōu)劣比對(duì)

從經(jīng)濟(jì)性上看，制氫的成本很大程度上取決于原料的成本，隨原料價(jià)格的波動(dòng)非常明顯。就目前的原料價(jià)格水平看，焦?fàn)t氣制氫和天然氣制氫成本更低。

綜合目前工業(yè)制氫方式的優(yōu)劣勢(shì)及成本考慮，假如用氫裝置附近有豐富的焦?fàn)t氣資源，焦?fàn)t氣制氫技術(shù)是首選的工藝技術(shù)方法。考慮到制氫規(guī)模的要求，天然氣制氫技術(shù)在能夠取得天然氣資源的情況下也是優(yōu)選的方法。甲醇裂解制氫的成本波動(dòng)性大，制氫規(guī)模小，但裝置成本低，因此適用于間斷性、補(bǔ)充性的氫氣制造。