2018年伊始，新能源汽車就帶著“補(bǔ)貼”和“技術(shù)”等話題，走進(jìn)了人們的視野。氫燃料汽車作為現(xiàn)階段最實(shí)用的未來(lái)車型當(dāng)然也成為了行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)，雖然氫燃料電池車的前景非常廣闊，但是通往未來(lái)之路還有幾大門(mén)檻。

加氫站少、加氫困難由相關(guān)部門(mén)負(fù)責(zé)，為用戶“操心”，不過(guò)氫氣價(jià)格卻是與用戶息息相關(guān)的，畢竟氫燃料汽車要想走進(jìn)尋常百姓家，實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，在一定程度上取決于氫氣的價(jià)格——也就是原材料的可取性和制取的可行性。所以，今天我們就來(lái)淺析工業(yè)制取氫氣的方法以及可行性。

化石燃料制氫

一般用于制取氫氣的化石燃料為天然氣。天然氣制氫的過(guò)程是：在一定的壓力和高溫及催化劑作用下，天然氣中烷烴和水蒸汽發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。轉(zhuǎn)化氣經(jīng)過(guò)沸鍋換熱、進(jìn)人變換爐使C0變換成H2和CO2。再經(jīng)過(guò)換熱、冷凝、汽水分離,通過(guò)程序控制將氣體依序通過(guò)裝有3種特定吸附劑的吸附塔，由變壓吸附(PSA)升壓吸附N2、CO、CH4、CO2，提取產(chǎn)品氫氣。

化石燃料制氫是比較傳統(tǒng)的制氫方法，也是制氫的老工藝，但仍然離不開(kāi)對(duì)化石燃料的依賴，并且會(huì)排出二氧化碳等溫室氣體，導(dǎo)致燃料電池環(huán)保價(jià)值降低。并且天然氣已經(jīng)在內(nèi)燃機(jī)上應(yīng)用比較成熟，天然氣車相比傳統(tǒng)燃油車也是相對(duì)比較環(huán)保，把天然氣轉(zhuǎn)換氫氣，再用于汽車用，不但增加成本，對(duì)環(huán)境的貢獻(xiàn)也不是非常明顯。

焦?fàn)t氣制氫

焦?fàn)t氣制氫技術(shù)是采用變壓吸附的工藝，從煉焦行業(yè)副產(chǎn)的焦?fàn)t氣中提取純氫。

焦?fàn)t煤氣變壓吸附制氫的工藝流程簡(jiǎn)敘如下：焦?fàn)t煤氣經(jīng)煤氣加壓機(jī)將壓力升到吸附所需的壓力，再經(jīng)過(guò)冷卻系統(tǒng)使煤氣的溫度達(dá)到吸附所要求的溫度，焦?fàn)t煤氣中的重?zé)N雜質(zhì)(如焦油、苯和萘等)將在預(yù)吸附系統(tǒng)中被吸附，初步凈化的焦?fàn)t煤氣再經(jīng)吸附系統(tǒng)進(jìn)行雜質(zhì)吸附，吸附系統(tǒng)由若干臺(tái)吸附器組成，吸附壓力大約控制在0.65-0.8MPa，從吸附器中出來(lái)比較純凈的氫氣，再經(jīng)脫氧器和干燥器除去氧和水，產(chǎn)品氫氣的純度可達(dá)99.998%以上，而傳統(tǒng)的水電解制氫的純度只能達(dá)到99.8%。

焦?fàn)t氣是煉焦行業(yè)的副產(chǎn)品。我國(guó)是鋼鐵大國(guó)，焦?fàn)t氣中的氫氣含量較大，發(fā)展氫能汽車，可以帶動(dòng)焦?fàn)t氣提純工業(yè)發(fā)展，并且也能夠增加氫燃料的儲(chǔ)備，如果做好廢氣的回收處理工作，焦?fàn)t氣制氫的發(fā)展前景還是比較廣闊的。

電解水制氫

水電解的熱化學(xué)方程式如下：

化學(xué)上電解水制取氫氣是通過(guò)電解飽和強(qiáng)電解質(zhì)溶液（一般為飽和食鹽水）實(shí)現(xiàn)的，此反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。此方程式也是工業(yè)和實(shí)驗(yàn)室制取氫氣的化學(xué)原理，制取條件有堿性條件和酸性條件。

電解水的技術(shù)相對(duì)成熟，效率高，過(guò)程也比較簡(jiǎn)單，可以利用太陽(yáng)能、風(fēng)能等自然能量為電解水提供能量，是業(yè)界比較看好的制取方法之一，在成本得到有效控制后，相信電解水制氫會(huì)成為最為“環(huán)境友好”的方法。

甲醇裂解制氫

甲醇和脫鹽水按一定比例混合后經(jīng)換熱器預(yù)熱后送入汽化塔，汽化后的水甲醇蒸汽經(jīng)鍋熱器過(guò)熱后進(jìn)入轉(zhuǎn)化器在催化劑床層進(jìn)行催化裂解和變換反應(yīng)，產(chǎn)出轉(zhuǎn)化氣含約74%氫氣和24%二氧化碳，經(jīng)換熱、冷卻冷凝后進(jìn)入水洗吸收塔，塔釜收集未轉(zhuǎn)化完的甲醇和水供循環(huán)使用，塔項(xiàng)氣送變壓吸附裝置提純。

根據(jù)對(duì)產(chǎn)品氣純度和微量雜質(zhì)組分的不同要求，采用四塔或四塔以上流程，純度可達(dá)到99.9～99.999%，其氫氣回收率可達(dá)90%以上。

轉(zhuǎn)化氣中二氧化碳可用變壓吸附裝置提純到食品級(jí)，用于飲料及酒類行業(yè)。這樣可大大降低生產(chǎn)成本。流程設(shè)置先經(jīng)變壓吸附裝置分離二氧化碳后，富含氫氣的轉(zhuǎn)化氣經(jīng)加壓送入變壓吸附裝置提純。

甲醇裂解制氫的工藝投資成本低，原料可獲得性比較高，對(duì)環(huán)境也不會(huì)造成較大壓力，也是具有可行性的工藝手段。

近年來(lái)，由于化工、冶金、生物等行業(yè)的發(fā)展，對(duì)純氫的需求量增加，并且在國(guó)家戰(zhàn)略的號(hào)召下，氫燃料汽車的發(fā)展也對(duì)氫氣提出了較高的需求量，生氣生產(chǎn)規(guī)模化成了多行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。

甲醇裂解制氫

天然氣制氫和焦?fàn)t氣制氫均適用于大規(guī)模制氫，但都受限于原料的供應(yīng)，并且具有污染性，并且天然氣制氫，依然需要化石燃料作為原料；焦?fàn)t氣制氫利用的是煉焦的副產(chǎn)物，污染物的回收也是工業(yè)企業(yè)需要解決的問(wèn)題；甲醇裂解制氫作為原料可以更為靈活，但甲醇裂解制氫難以進(jìn)行大規(guī)模的生產(chǎn)。工業(yè)中多種制氫方案告訴我們一個(gè)信息，氫氣的制取，會(huì)因地制宜采取多樣化的工藝流程，而不像柴油和汽油的來(lái)源只有石油。

隨著國(guó)家相關(guān)環(huán)保戰(zhàn)略的持續(xù)推進(jìn)，電動(dòng)汽車和氫燃料汽車等新能源車勢(shì)必會(huì)發(fā)展為主力交通工具，而氫燃料汽車以其環(huán)境友好、續(xù)航里程長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)更是未來(lái)汽車的有力競(jìng)爭(zhēng)者，隨著氫氣制取工藝的成熟和技術(shù)的進(jìn)步，“氫氣要怎么來(lái)”這個(gè)問(wèn)題會(huì)得到妥善解決。