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制氢技术浅析之煤制氢

发布日期:2022-03-23  浏览次数:14015

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元琛科技)煤是我国制氢的主要原料,虽然煤焦化副产的焦炉气也用于制氢,但煤气化制氢目前在国内氢气生产中占据主导地位。

一、工艺过程
煤制氢是先将煤炭与氧气发生燃烧反应,进而与水发生反应,得到以氢气(H2)和一氧化碳(CO)为主要成分的气态产品,然后经过脱硫净化,一氧化碳继续与水蒸气发生变换反应生成更多的氢气,最后经分离、提纯等过程得到一定纯度的产品氢。煤气化制氢技术的工艺过程一般包括煤气化、煤气净化、一氧化碳变换以及氢气提纯等主要生产环节。

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反应方程式如下:

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二、重点项目介绍
随着成品油质量升级的推进,国内新建炼油厂大多选择了全加氢工艺路线,以满足轻质油收率、产品质量、综合商品率等关键技术经济指标要求,这极大增加氢气需求和制氢技术的市场。在高油价时期,具备成本优势的煤/石油焦气化制氢成为中国炼厂制氢的发展趋势。随着原油和天然气价格持续走低,油制氢、天然气制氢和煤制氢的成本差距在缩小。煤/石油焦制氢仍然是中国炼厂制氢的主流工艺路线,已确定采用煤制氢的项目有11个。

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中海油惠炼二期2200万吨/炼油改建工程,配套27.8万Nm3/h煤制氢装置

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恒力石化2000万吨/年炼化一体化项目,配套50万Nm3/h煤制氢装置

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浙江石油化工4000万吨/年炼化一体化项目,配套49.4万Nm3/h煤制氢装置


石化行业配套煤制氢装置制氢量虽然很大,但这些煤制氢装置所产氢气均为石化行业炼化加氢自身所用,另外,大部分涉及煤制氢的石化企业均未布局氢燃料电池产业。

 

三、经济性分析

煤制氢成本主要由煤炭、氧气、燃料动力能耗和制造成本构成,但煤炭费用的比例远小于天然气费用的比例,仅占36.9%。一般煤制氢气采用部分氧化工艺,按照配套空气分离装置氧气成本测算,占氢气生产的25.9%。由于煤制氢气投入大,制造及财务费用成为重要的成本影响因素,占比达到22.5%。燃料动力费用占7.9%,其它占6.7%。

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当煤炭价格为450元/t时,煤制氢氢气成本为0.87元/m3;煤炭价格上升到850元/t时,煤制氢生产的氢气成本为1.15元/m3。目前,煤制氢工艺在工业化大规模生产中得到应用,原料来源是影响氢气成本的主要因素,也成为企业选择技术的关键因素之一。

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