一、我国氯碱副产氢现状
(元琛科技)氯碱厂以食盐水为原料,采用离子膜或石棉隔膜电解槽生产烧碱和氯气,同时可以得到副产品氢气。电解直接产生的H2纯度约为98.5%,含有部分氯气、氧气、氯化氢、氮气以及水蒸气等杂质,我国氯碱厂大多采用PSA技术提氢。在氯碱工业生产中,每生产1t烧碱可副产氢气280m3。氯碱副产制氢成本较低,大型先进氯碱装置的产氢成本可以控制在1.3-1.5元/Nm3区间。
我国氯碱副产氢气大多进行了综合利用,主要利用的方式是生产化学品,如氯乙烯、双氧水、盐酸等,部分企业还配套了苯胺。另外,氯碱副产氢气不仅可以作为本企业的锅炉燃料,还可以销售给周边人造刚玉企业采用焰熔法生产人造蓝、红宝石,或者少量充装就近外售,还有部分氯碱副产氢气会直接排空。我国氯碱副产氢气的放空约为20亿m3/a,放空率约为20%,造成了氢气资源浪费。
二、氯碱副产氢典型应用案例
营创三征(营口)精细化工有限公司以氯碱工业副产氢为驱动能源,建成全球首套2MW氢燃料发电站,将多余氢气转换成清洁电能,完全自动控制,且与电解装置完全独立开停车。开创了氯碱行业以氢气作为能源和资源利用的新篇章,其发电量不仅能满足企业所有生产流程中20%的电力需求,而且完全不排放温室气体。
三、中短期内制氢路线突破口-工业副产氢
(元琛科技)工业副产氢用于燃料电池汽车示范应用具有相当大的潜力,副产氢可作为可再生能源制氢广泛应用前的切入点。且分布式的工业基础设施可看作是普遍性供氢系统的基础。总体来看,工业副产氢在产能规模、利用空间、分布特点以及成本经济性等方面均具有一定优势。虽然相关产业在生产过程中无可避免会产生一定碳排放,但对副产氢的利用在原有产业基础之上基本不会产生额外的污染以及碳排放,相较于煤制氢、天然气制氢等传统灰氢路线仍可凸显清洁能源特点。鉴于完全零碳的绿氢路线发展仍然受限,中短期内工业副产氢可成为制氢的突破口。