9种工业制氢方法

1. 天然气制氢（蒸汽重整法）

原料：天然气（主要成分CH₄）、干气、石脑油等轻烃。

反应式：蒸汽重整反应：CH₄ + H₂O → CO + 3H₂（吸热，800-900℃镍基催化剂）水煤气变换反应：CO + H₂O → CO₂ + H₂（放热，铁铬/铜锌催化剂）

特点：氢气纯度达99%-99.999%，能耗低（0.42-0.48 Nm³天然气/Nm³H₂）；需配套脱硫工艺（如ZnO脱硫）防止催化剂中毒；占全球制氢量70%，但碳排放高（灰氢），需结合CCS技术转型蓝氢。

2. 甲醇制氢

原料：甲醇（CH₃OH）、水蒸气。

反应式：裂解反应：CH₃OH → CO + 2H₂（吸热）变换反应：CO + H₂O → CO₂ + H₂（放热）总反应：CH₃OH + H₂O → CO₂ + 3H₂（220-280℃，铜锌催化剂）

特点：设备紧凑，适合中小规模（50-50000 Nm³/h），甲醇单耗0.50-0.60 kg/Nm³H₂；对比电解水节电90%，成本降40-50%；西南化工院技术成熟，国内近百家企业应用。

3. 水电解制氢

原料：纯水或碱性电解液（KOH/NaOH）。

反应式：阴极：4H₂O + 4e⁻ → 2H₂ + 4OH⁻阳极：4OH⁻ → O₂ + 2H₂O + 4e⁻总反应：2H₂O → 2H₂ + O₂（槽压1.8-2.0V）

特点：绿氢核心路径，纯度>99.9%，但能耗高（4.0-4.5 kWh/Nm³H₂）；技术路线：碱性电解（ALK）成熟廉价，PEM效率高但成本贵，AEM为新兴方向。

4. 焦炉煤气制氢

原料：焦炉煤气（炼焦副产品）。

反应式：主要成分：H₂（55-60%）、CH₄（23-27%）、CO（6-8%）提纯反应：经变压吸附（PSA）分离氢气：H₂（吸附）→ H₂（解吸）

特点：副产氢成本低（约2.46-2.69元/m³），但含硫需深度净化；适用焦化企业，产能可达

5. 水煤气制氢

原料：无烟煤或焦炭、水蒸气。

反应式：水煤气生成：C + H₂O → CO + H₂（吸热，1000℃）变换反应：CO + H₂O → CO₂ + H₂（中温铁铬催化剂）

特点：原料易得，但流程复杂（需6阶段循环操作），效率仅55%；煤气含CO（38.5%）、H₂（48%），需多级净化。

6. 电解食盐水制氢（氯碱工业副产）

原料：饱和食盐水（NaCl溶液）。

反应式：阴极：2H⁺ + 2e⁻ → H₂↑阳极：2Cl⁻ → Cl₂↑ + 2e⁻总反应：2NaCl + 2H₂O → Cl₂↑ + H₂↑ + 2NaOH

特点：氢气为烧碱生产副产品，纯度低需脱氯；离子交换膜技术避免产物混合。

7. 酿造工业副产制氢

原料：玉米发酵废气（含丙酮、丁醇、H₂）。

反应式：发酵反应：C₆H₁₂O₆ → CH₃COCH₃ + CH₃CH₂CH₂OH + H₂ + CO₂（生物发酵）提纯：PSA或膜分离提取氢气

特点：废氢气回收利用，但规模小、杂质多。

8. 铁与水蒸气制氢（淘汰技术）

反应式：3Fe + 4H₂O(g) → Fe₃O₄ + 4H₂（>700℃，转化率低）

缺点：需持续高温蒸汽、铁粉消耗大，工业化经济性差。

9. 太阳能制氢

技术路线：光催化分解水：2H₂O →（TiO₂ catalyst）→ 2H₂ + O₂（效率<10%）

光伏电解水：太阳能 → 电能 → 电解水制氢（效率15-25%）

热化学循环：如硫碘循环（H₂SO₄ → SO₂ + H₂O + 0.5O₂，2HI → I₂ + H₂）

文章来源：公众号艾邦氢科技网

免责声明：本网转载自合作媒体、机构或其他网站的信息，登载此文出于传递更多信息之目的，并不意味着赞同其观点或证实其内容的真实性。本网所有信息仅供参考，不做交易和服务的根据。本网内容如有侵权或其它问题请及时告之，本网将及时修改或删除。凡以任何方式登录本网站或直接、间接使用本网站资料者，视为自愿接受本网站声明的约束。版权归属归原作者所有。