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        關(guān)于甲醇制氫研究進展的相關(guān)思考

        2017-03-03 17:07:12鄭培源泰州欣琦企業(yè)管理咨詢有限公司江蘇泰州225400
        化工管理 2017年34期
        關(guān)鍵詞:重整制氫氫氣

        鄭培源(泰州欣琦企業(yè)管理咨詢有限公司,江蘇 泰州 225400)

        關(guān)于甲醇制氫研究進展的相關(guān)思考

        鄭培源(泰州欣琦企業(yè)管理咨詢有限公司,江蘇 泰州 225400)

        為保證我國經(jīng)濟在快速發(fā)展的過程中,也能使得環(huán)境得到有效保護,我們就必須采取相關(guān)措施,來開發(fā)更實用的新能源,如氫氣。氫氣的研究和發(fā)展對我國經(jīng)濟的發(fā)展以及人民生活水平的提高有著重要影響,但是在研究生產(chǎn)過程中,仍有一些問題值得我們進行思考,因此,本文便對甲醇制氫研究進展進行分析,并提出一些設(shè)想,供大家參考。

        制氫;甲醇;思考

        近年來,由于我國氫氣的研究力度越來越大,其應(yīng)用范圍已經(jīng)漸漸拓寬到全國各個城市中,無論是對我國人們的日常生活,還是對我國經(jīng)濟的發(fā)展都有著十分重要的作用。此外,氫氣還被應(yīng)用于各行各業(yè)的發(fā)展中,如化工、冶金等行業(yè),并且在不同的行業(yè)中還發(fā)揮著不同的作用,除了用來做燃料之外,還可以用來作保護氣體、還原氣體等,以及還可以作為某些反應(yīng)所需要的原料,此外,氫氣燃燒的產(chǎn)物是水,因此便成為新世紀最理想的綠色能源,對加快我國經(jīng)濟發(fā)展有著重要意義。

        1 氫氣制作簡介

        通常情況下,利用甲醇進行氫氣制造時,其原料主要包括:煤炭、水、烴類、氨氣、硫化氫、醇類等。在使用煤炭進行氫氣制造時,其特點是成本較低,并且可以進行大規(guī)模制造,但是卻有著較長的制作流程,并且在制造過程中極易受到外界干擾,因此不便采用。在采用以水為原料進行氫氣制作時,一般情況下,其制作方法主要是由太陽能對水進行高溫電解,以及光催化分解水技術(shù)等,這種制作過程具有較高的難度,不利于進行大規(guī)模的生產(chǎn)。再者,便是采用硫化氫氨氣等材料進行精細制作,其制作過程主要是由高溫?zé)峤夥?、光催化法來進行,因此在很大程度上限制了氫氣的制作量,不便長期采用。還有就是利用烴類和醇類進行氫氣制作,在烴類進行氫氣制作過程中,雖然其原料相對來說比較便宜,但是卻具有很長的制作流程,并且具有很高的投資,因此不利于進行大規(guī)模制作,而對醇類來說,其制作成本以及流程等都較為合理,并且其制造產(chǎn)物及副產(chǎn)物均為氣體,便于進行管道輸送,有助于對制作過程進行控制,并且不會產(chǎn)生對環(huán)境有害的產(chǎn)物,因此具有很廣闊的適用范圍。

        2 甲醇制氫的基本內(nèi)容

        2.1 甲醇氣相制氫工藝

        在甲醇氣相的制氫過程中,通常包含多項制作工藝,一般有甲醇裂解制氫方法、甲醇水蒸氣重整制氫方法等多種,在制氫氣的工藝中,適用范圍一般。

        2.2 甲醇裂解制氫工藝

        該制氫方法是將甲醇放到特定條件下,通過化學(xué)反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣,同時吸收大量的熱量。該反應(yīng)在制氫工藝中應(yīng)用范圍較廣,并且已成為當(dāng)下所研究的重點內(nèi)容之一,為加強其制氫效率,我們需要加大力度,采取相關(guān)措施對其提高活性、選擇性以及催化劑等方面進行深入研究,從而降低成本,并保證制氫氣的效率。

        2.3 甲醇水蒸氣重整制氫工藝

        與其他制氫方法相比,該工藝具有更多的優(yōu)點,尤其是在解決質(zhì)子交換膜燃料電池氫能源方面有著非常重要的作用,在利用甲醇水蒸氣重整制氫的過程中,一般需要較低的溫度,來促使反應(yīng)的進行,對于反應(yīng)產(chǎn)物來說,具有氫氣含量高,一氧化碳含量低等各種優(yōu)點,對氫氣制作工藝有著重要作用。

        3 甲醇制氫研究進展的思考

        3.1 氫氣制造的各種方法對比

        在目前我國的制氫工藝中,能夠進行大規(guī)模氫氣生產(chǎn)的制氫方法主要是烴類和煤炭制造工藝,但是其制作過程非常復(fù)雜,并且投資大,成本高,不利于我國制氫事業(yè)的長遠發(fā)展。在利用電解水制氫的過程中,其能源消耗非常高,此外,反應(yīng)過程中所用到的光催化,太陽能等條件比較苛刻,因此難以進行工業(yè)化生產(chǎn)。在利用生物質(zhì)的制氫中,存在著很多不利條件,如原料的收集困難性較大,并且容易受到溫度的改變而出現(xiàn)波動現(xiàn)象。最后,便是采用甲醇來進行氫氣制造,此工藝的反應(yīng)溫度需求較低,并且具有較低的能耗性,此外還可以進行大規(guī)模的生產(chǎn)制造。

        3.2 甲醇制氫方法思考

        在我國的甲醇制氫工藝中,一般采用兩種方法進行制造,一是氣相重整法,二是液相重整法。氣相重整法在我國的氫氣制造工業(yè)中,應(yīng)用范圍較廣,對液相重整法來說,其進入技術(shù)性雖然較為先進,并且還可以在常溫下進行反應(yīng),但是其設(shè)備要求較高,不利于進行大規(guī)模生產(chǎn)。

        3.3 甲醇制氫副產(chǎn)物思考

        在甲醇制氫的工藝中,其副產(chǎn)物主要為二氧化碳和氫氣,就目前我國工業(yè)技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r來說,氫氣的生產(chǎn)過程已經(jīng)較為成熟,但是氫氣和二氧化碳的分離技術(shù)仍需研究和發(fā)展。此外,在利用小型制氫裝置中,要注意對膜分離裝置聯(lián)用技術(shù)進行綜合考慮,對于大型制氫裝置來說,大多采用變壓吸附法。

        4 結(jié)語

        總之,加強對甲醇制氫研究進展的思考對我國氫氣制造事業(yè)的發(fā)展有著重要影響,但是在實際制氫過程中總會遇到很多問題,因此我國有關(guān)部門應(yīng)該加大力度,對其進行思考和分析,并采取一些有效措施,以保證氫氣制造工作的順利進行,進而促進我國經(jīng)濟發(fā)展。

        [1]張永超.H2O/Cu(110)面甲醇裂解制氫的理論研究[D].導(dǎo)師:呂永康.太原理工大學(xué),2016.

        [2]馮宇.外熱式生物質(zhì)催化氣化制氫的研究[D].導(dǎo)師:肖波;Klaus Goerner.華中科技大學(xué),2011.

        [3]李德林,李雪輝,滕俊江,王芙蓉,張寧.生物質(zhì)能高效利用研究進展[J].廣州化工,2009,(08):9-11.

        [4]魏昆.甲醇制氫反應(yīng)器的模擬研究[D].導(dǎo)師:紀培軍.北京化工大學(xué),2009.

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