煤制氢工艺的研究进展及展望
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【摘要】煤制氢是炼厂氢气来源的新兴选择。近年来我国各地炼厂建设了一系列大规模煤制氢装置。在氢气需求量大、天然气价格较高的情况下，煤制氢经济性更好。在油价和天然气价格高企，而煤炭价格相对平稳的现状下，大规模煤气化制氢不仅具备成本优势，而且可以优化炼厂的物料平衡，已经成为中国炼厂制氢的重要发展方向。 橙子剥皮机>狐臭膏亚克力抽奖箱【关键词】煤制氢 工艺技术 发展展望
一、引言
随着科学技术的迅速发展，炼厂对氢气工业的稳定性要求越来越严格，炼厂建设煤制氢装置时，首先应确保装置的稳定性，确保原料性质和数量的稳定供应，同时选择成熟可靠的气化技术。目前，制氢技术包括炼厂废氢回收;烃类蒸汽转化制氢;以及非催化部分氧化制氢。其
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中，烃类蒸汽转化制氢工艺的优点是技术成熟，原料清洁环保，设备可靠，投资不高，装置可实现长周期运行。而相对的缺点是炼油厂烃类气体量受限制，天然气价格昂贵，氢气成本高。因此，煤制取氢气其最大的优点就是技术日臻成熟，原料成本低，装置规模大。但是由于现代技术的局限性，煤制氢还有以下缺点:其设备结构复杂、运转周期相对短、投资高、配套装置多。因此，随着我国能源的越来越匮乏以及生态环境的破坏，针对煤制氢工艺技术需要我们对此做深一步的研究和发展展望。
二、发展煤制氢工艺技术的重要性
煤制氢工艺主要包括两种发展技术，一是煤气化技术，其二是煤焦化技术，其中煤气化技术是发展最久、使用最广的一种制氢技术，迄今为止，已有100年多的发展历史，煤制氢是煤炭净化转化的最关键核心技术。在我国大约有6000万吨的煤炭应用于煤气化中，既解决了我国煤炭的环境污染，又为我国氢能的来源发展新的方向。由于在我国化石能源的随意开采，已经造成严重威胁着人类的身体健康以及生态环境的破坏，因此，在我国走可持续发展的道路的同时，必须寻新的、安全、可靠、清洁的可持续发展能源，而氢能不仅是所有能源的根本，也满足于我国对环境、资源和可持续发展要求。由于我国是一个石油短缺的国家，煤制氢势必成为我国炼厂制氢的重要发展方向。
三、现代技术对煤制氢工艺技术的发展
在工业聚烯烃生产中，氢气通常用来作为聚合物相对质量的调节剂。此外，据研究表明，氢气还能使催化剂的活性改变，对于不同的反应体系，氢气的加入可以使聚合速度降低或者提高。氢气的来源主要有电解水制氢，水煤气法制氢，由石油热裂的合成气和天然气制氢，电解食盐水副产氢，酿造工业副产等。常规的煤制氢的技术路线基本分三步，首先是以无烟煤或焦炭为原料制成水煤气
(C+H2O?CO+H2)，其次CO的转化反应，将CO转化成二氧化碳(CO+H2O?CO2+H2)，最后是氢气的提纯，将含氢量在
80%以上的气体，压入水中溶去CO2，再通过含氨乙酸亚铜的溶液除去残存的CO而得较纯的氢气。
在我国，广东茂名石化油品质量升级改造工程的配套项目20万标立方米/小时煤制氢成功生产出合格氢气，标志着这套目前国内单产能力最大的煤制氢装置投产成功。至此，茂名石化油品质量升级改造工程全面建成投用。这套煤制氢装置主要包括水煤浆气化装置、合成
气净化装置以及配套设施。以煤、纯氧以及炼厂副产的高硫石油焦为主要原料，每小时可生产出20万标立方米、其纯度达到97.5%以上
和4.8兆帕的工业氢气。这套装置广泛使用新技术、新设备、新材料、新工法，装置设备材料国产化率达到99%。该装置主要由水煤浆气化装置、净化装置、空分装置、锅炉及发电、储运系统等组成，其中，主要是水煤浆气化和合成气净化两套工艺装置。该装置投用后，既可满足茂名石化汽柴油质量从国4升级至国5的用氢需求，又可缓解炼油扩能后氢气资源不足的压力，对于我国优化资源、调整结构、绿生产、节能降耗具有非常重要的战略意义。
四、煤制氢将成为我国炼厂制氢的重要发展方向
由于我国外购天然气制氢的炼厂，天然气价格一般超过3元/立方米，而我国沿海地区使用进口LNG的炼厂，天然气成本高达4元/立方米左右，在此条件下，炼厂以大规模煤气化装置制氢显然更具有实惠和经济性。因此，通过炼厂制氢具有以下四大优势:?生产成本低。以9万Nm3/h制氢规模为例，水煤浆气化和天然气制氢装置投资分别为12.4亿元和6亿元。虽然煤制氢投资高很多，但在氢气价格(成本+10%投资回报)为1.5万元/吨(1.36元/m3)时，
对应的煤和天然气成本分别为805元/吨和2.58元/m3，而且还没计算煤制氢副产大量蒸汽的价值。?煤气化装置副产的大量蒸汽，可节省炼厂燃料油。煤气化在生产过程中产出的大量蒸汽，节省出来的燃料油可作为焦化装置原料增产成品油。?廉价的煤制氢可替代干气制氢。节约的干气可用于提取乙烯等化工原料，增加经济效益。?水煤浆气化制氢原料灵活，可接受石油焦和煤在相当宽的比例范围内混合进料。在煤价高而石油焦价格低的时候，解决石油焦销路问题;而煤价低，石油焦市场价格高的情况下，可全部气化煤，以实现效益最大化。综上所述，煤制氢在炼厂正在取得越来越广泛的应用并逐渐的走入商业化应用阶段。 广告灯箱制作
五、总结
目前为止，我国依然是一个发展中国家，发展低碳洁净能源是保证我国经济可持续发展的必然选择。随着科技技
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术的不断发展，煤制氢工艺技术在我国有着很大的发展前景，同时已在我国各大企业中应用成功。与传统制氢工艺相比，煤制氢工艺技术条件更显成熟，经济成本较为优势，煤制氢的后期发展前景将会迈出新的一个台阶。
参考文献:
[1]谢继东，李文华，陈亚飞.煤制氢技术的初步方案及性能分析[J].洁净煤技术，2011.
[2]陆雨林. 新兴经济体煤制氢快速发展[N].中国石化报，2014.
[3]李兵，王培红.氢能经济发展现状及展望[J].上海电力，2010.
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