文档介绍：SOLAR ENERGY
太阳能科普苑
氢能知识系列讲座()
氢从哪里来
清华大学核能与新能源技术研究院■毛宗强
一氢矿在哪里? 气)等反应转化成气体产物。气体产物中氢气的含
在人类生存的地球上,氢是最丰富的元素,但量随不同气化方法而异。煤气化制氢是一种具有我
是自然界却没有纯氢存在。最常见的含氢物质是水国特点的制氢方法。
(H2O其次就是各种含氢化合物如石油、天然气、通常做法是将煤从地下挖出,破碎、分类后放
硫化氢及各种生物质等。所以按行业习惯我们将到专门的设备中进行上述反应。其实也可以在地下
江、河、湖、海称为“氢矿”。可见,“氢矿”到处进行煤制氢,一般在煤矿的地表建成两个井,一个
都有,不难发现。进气,一个出含氢的混合气。在地面上净化,得到
可用的氢。煤地下气化方法近数十年已为人们所重
二工业化制氢方法视,我国已经在山东、河北一带进行了几个工业化
目前我国97%的氢气是由化石燃料生产的,其示范,效果很好。地下气化技术具有煤资源利用率
余的通过水电解法生产。化石燃料制造氢气要向大高及减少或避免地表环境破坏等优点。
气排放大量的温室气体,对环境不利。水电解制造天然气制氢
氢气则不产生温室气体,但是生产成本较高。因此天然气的主要成分是甲烷(CH4), 本身就含有
水解制氢适合电力资源如水电、风能、地热能、潮氢。和煤制氢相比,用天然气制氢产量高、加工成
汐能以及核能比较丰富的地区。本较低,排放的温室气体少,因此天然气成为国外
以煤为原料制氢制造氢气的主要原料。其中天然气蒸汽转化是较普
煤是我国最主要的化石能源,其主要成分是遍的制造氢气方法。
碳,也有很少的碳氢化合物。煤制氢的本质是以碳工业上甲烷蒸汽转化过程采用镍做催化剂,操
取代水中的氢,最终生成氢气和二氧化碳。这里,碳作温度 750~920℃,操作压力 ~。较
起到化学试剂作用并为置换反应提供热。氢几乎全高的压力可以改善过程效率。反应是吸热的,热量
来自于水。通过燃烧室燃烧甲烷供给。甲烷蒸汽转化制得的合
以煤为原料制取含氢气体的方法主要有两种: 成气,经过高低温变换反应将一氧化碳转化为二氧
一是煤的焦化(或称高温干馏),煤在隔绝空气条件化碳和额外的氢气。为了防止甲烷蒸汽转化过程析
下,在900~1000℃制取焦碳,副产品为焦炉煤气。碳,反应进料中需采用过量的水蒸气。最终氢气的
焦炉煤气组份中含氢气55~60%体积)、甲烷23~27%、收率与采用的技术路线有关。天然气制氢的本质是
一氧化碳 5~8%等。每吨煤可得煤气300~350m3,可以甲烷中的碳取代水中的氢,碳起到化学试剂作用
作为城市煤气,亦是制取氢气的原料。二是煤的气并为置换反应提供热。氢大部分来自于水,小部分
化,使煤在高温常压或加压下,与水蒸汽或氧气(空来自天然气本身。
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SOLAR ENERGY 2/2007
SOLAR ENERGY
科普苑太阳能
重油部分氧化制造氢气三大有前途的新方法
重油是炼油过程中的残余物,可用来制造氢知道制氢的本质是“提取”水中的氢,因此,提
气。重油部分氧化过程中碳氢化合物与氧气、水蒸取氢的方法可以是多种多样的,诸如:
气反应生成氢