为什么说煤制氢实质并不是煤制氢

       在我国陕西榆林正式投入运行的是全球最大煤制氢变压吸附装置项目，这一个项目的顺利进行，可以很好地帮助我国实现煤炭清洁高效转化。这一个项目是使用我国自主研发的大型化变压吸附专利技术，这一项由我国拥有的专利技术是大型煤制氢装置在工艺技术、设计制造的难题，将煤炭向石油化工产品进行高效转化，还有利于实现高效利用煤炭资源，兼具环境保护。 

       煤制氢是用煤炭还原剂，用水蒸气作为氧化剂，利用高温条件下的反应，生成的一氧化碳和氢气可以在进一步经过转化，成为氢气和合成气，经过一系列装置的转化，生成高质量的清洁油品和化工品。在转化的过程中所使用的的E-Gas 煤制氢联合装置，碳转化率高、热利用效率高、耗氧少，可以降低成本实现高效转化和绿色环保兼具。

     值得注意的是，在陕西榆林正式投入运行的煤制氢变压吸附装置项目是全球之最，每年产氢的产量可以达到35 万吨。这一个装置可以很好地达到了氮氧化物、二氧化硫、污水等污染物都一样实现了达标排放，达到行业先进水平，这一个进步对我国经济发展有着重要意义。

     煤炭现在还是一项重要能源，我们要使用煤炭，也有符合现在绿色环保的要求，所以，使用这个煤制氢变压吸附装置项目可以达到煤炭资源高效清洁利用，保障我国的能源安全，有利于我国环境保护事业的发展，也有助于我国经济的进步。从长远上来看，在能源安全和实现可持续发展这方面来看，使用煤制氢变压吸附装置也有很重大的意义。

全球最大的清洁化酶制剂项目已经正式投入运行当中，可以发现这就是一种新的清洁能源作用非常的多，给相关行业带来改变。

首先需要了解一下煤制氢，它主要是用煤炭当做还原剂，这个时候水蒸气也成为一种氧化剂，在高温的条件下可以发现酶转化成一氧化碳，这个时候就能够跟亲戚组合在一起，最后通过进化以及转化，再通过提取这样的一些环节就会出现氢气和合成剂，在炼化的过程中，氢气也会用相关的装置以及其他的方式提炼出来这样最高品质的一种清洁油品以及化工品就被提炼出来。

在9月19号大家就可以看到这样的新闻，在陕西榆林这个项目已经被正式投入运行，这对于我们国家来说煤炭的清洁能力将高效的转化，而且相关的示范项目已经有了不一样的生产流程，当正式建成的时候就会投放该产品。根据20号的消息可以发现全球最大的煤制气变压吸附装置项目已经在陕西这个地方投入运行，现在对于我国来说这种煤炭的清洁高效运转是非常可取的，这是自主研发的一种专利技术，主要是以维泰为一种原料。

每年产氢的能力能够达到35万吨，这是高效清洁的一种重要手段，这个技术对于我们国家的能源安全以及社会经济发展还有生态环境的保护，在方方面面都有着重大意义的改善。可以发现这个项目不仅攻克了传统的工艺技术，在设计制造等各个方面都有着无可代替的技术，已经超越了一些技术，因为在煤炭直接转向为石油这个方面提供个桥梁还能够实现资源的税收以及碳减排和污染治理方面的优势，最后对环境的保护意义是非常大的。

回答楼主：现在通过煤一般是制造水煤气即水蒸气通过炽热的焦炭而生成的气体，主要成份是一氧化碳、氢，燃烧后排放水和二氧化碳，有微量CO、HC和NOX。燃烧速度是汽油的7.5倍，抗爆性好，据国外研究和专利的报导:压缩比可达12.5。热效率提高20－40％、功率提高15％、燃耗降低30％，尾气净化近欧IV标准(这些指标还应验证，但效果是肯定的)，还可用微量的铂催化剂净化。比醇、醚简化制造和减少设备，成本和投资更低。压缩或液化与氢气相近，但不用脱除CO，建站投资较低。还可用减少的成本和投资部分补偿压缩(制醇醚也要压缩)或液化的投资和成本。有毒，工业上用作燃料，又是化工原料。

将水蒸气通过炽热的煤层可制得较洁净的水煤气（主要成分是CO和H2），现象为火焰腾起更高，而且变为淡蓝色（氢气和CO燃烧的颜色）。化学方程式为C+H2O(高温)--->CO+H2。这就是湿煤比干煤燃烧更旺的原因。

煤气厂常在家用水煤气中特意掺入少量难闻气味的气体，目的是CO和H2为无色无味气体，当煤气泄漏时能闻到及时发现。

煤的主要成分是含碳量很高的、结构复杂的有机物，可以理解为其主要成分是碳单质

单质碳在较高温度下有还原性，与水反应

C+H2O=CO+H2…………①

CO+H2O=CO2+H2…….②

反应①的进行程度较大，反应②的进行程度较小

写两者均可

工业上煤制氢气主要是采用水煤气发生炉

又分为一段式水煤气发生炉

和水煤浆煤气发生炉

新的水煤气工艺都是采用水煤浆工艺

一段式煤气发生炉属于淘汰工艺不允许采用

化学反应式C+H2O=CO2+H2

C+2H2O=CO2+2H2

3C+2H2O=CH4+2CO

制氢技术有：

1.煤制氢

这是当前成本最低的制氢方式，我国实现大规模制氢的首选技术。我国当前的氢气源生产结构仍以煤为主。根据中国煤炭工业协会公开数据显示，2020年中国氢气产量超过2500万吨，其中煤制氢所产氢气占62%、天然气制氢占19%，工业副产气制氢占18%，电解水制氢仅占1%左右。在中国，煤气化制氢适用于大规模制氢，由于原材料煤炭资源丰富，价格较为低廉，已经具备了一定的经济性优势和规模效益。

2.天然气制氢

全球氢气主要来源为天然气，天然气制氢发展潜力大。天然气制氢是北美、中东等地区普遍采用的制氢路线。工业上由天然气制氢的技术主要有蒸汽转化法、部分氧化法以及天然气催化裂解制氢。天然气制氢发展潜力大，但目前存在资源约束和成本较高的问题。

3.石油制氢

多应用在石化行业，石油制氢原料通常不直接用石油制氢，而用石油初步裂解后的产品，如石脑油、重油、石油焦以及炼厂干气制氢。采用炼油副产品石脑油、重质油、石油焦和炼厂干气制氢，在制氢成本上并不具有优势。如果将这些原料用于炼油深加工可以发挥更大的经济效益，因此，不建议将炼油副产品制氢作为炼油厂制氢的发展方向，而应该考虑可再生能源制得的氢气。

4.甲醇制氢

甲醇制氢装置规模灵活，但稳定性、可靠性差。绿色甲醇能量密度高，是理想的液体能源储运方式。利用可再生能源发电制取绿氢，再和二氧化碳结合生成方便储运的绿色甲醇，是通向零碳排放的重要路径。

制氢技术的特点：

1.天然气制氢：虽然适用范围广，但是原料利用率低，工艺复杂，操作难度高，并且生成物中的二氧化碳等温室气体使之环保性降低。

2.工业尾气制氢：利用工业产品副产物，成本较低。但是以焦炉气制氢为例，不仅受制于原料的供应，建设地点需依靠焦化企业，而且原料具有污染性。

3.电解水制氢：产品纯度高、无污染，但是高成本了限制其推广。

4.光解水与生物质制氢：技术尚未成熟，实现商业化还需一定的时间。

（共5分） （1）＋131.3（2分）  （2）放热； CO（g）＋H 2 O（g）=CO 2 （g）＋H 2 （g） △H＝－41 kJ／mol（2分，写高温条件不扣分）

（1）考查盖斯定律的应用。根据已知反应可知，①－②÷2即得到C（s）＋H 2 O（g）=CO（g）＋H 2 （g），所以反应热是－110.5 kJ／mol＋483.6 kJ／mo÷2＝＋131.3 kJ／mol。 （2）根据图像可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，所以是放热反应，放出的热量41 kJ，所以方程式为 CO（g）＋H 2 O（g）=CO 2 （g）＋H 2 （g）  △H＝－41 kJ／mol。

主流的工业制氢方案选择

（1）煤制氢工艺流程复杂，环保问题也突出，目前中小型的煤制氢已经不再审批。

（2）富氢气体提纯制氢主要依托上游主装置，依赖性较强。

（3）在制氢领域，目前主要的是水电解制氢、甲醇制氢、天然气制氢，我们分别作详细介绍：

3、主流的工业制氢方案介绍对比

（1）电解水制氢

原理是电解液（一般是含有30%左右氢

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氧化钾（KOH）的溶液），在接通直流电后，水分解为氢气和氧气。

该方法技术成熟、设备简单、运行可靠、管理方便、不产生污染、可制得氢气纯度高、杂质含量少，适用于各种应用场合，唯一缺点是耗能大，制氢成本高；目前商品化的水电解制氢装置的操作压力为0.8~3.0MPa，操作温度为80~90℃，制氢纯度可达99.7%，制氧纯度达99.5%。

（2）甲醇制氢

原理是甲醇和水反应生成氢气和二氧化碳的合成气，再经过PSA提纯，得到高纯度的氢气。

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该方法原料为甲醇和脱盐水，原料来源方便，在220～280℃下，专用催化剂上催化转化为组成为主要含氢和二氧化碳转化气；甲醇的单程转化率可达95%以上，氢气的选择性高于99.5%，再利用变压吸附技术，可得到纯度为99.999%的氢气，一氧化碳的含量低于1ppm。

（3）天然气制氢

原理是天然气和水反应生成氢气和二氧化碳的合成气，再经过PSA提纯，得到高纯度的氢气。

该方法原料来源方便，不需要设置原料储罐，单系列能力较大, 原料费用较低。反应温度在600-800℃，制氢过程需吸

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收大量的热，高温高压必然对设备的要求也比较高因此该装置投资高。转化气经过变压吸附，可得到纯度为99.999%的氢气，

4、主流的工业制氢方案选择

4.1 小型制氢采用电解水方法

（1）多年来，水电解制氢技术自开发以来一直进展不大，其主要原因是需要耗用大量的电能，电价的昂贵，用水电解制氢都不经济。

（2）电解水制氢，规模一般小于200 Nm3/h，是较成熟的制氢方法,由于它的电耗较高，达到5～8 kwh/Nm3 H2，其单位氢气成本较高。

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4.2中小型制氢采用甲醇制氢

（1）甲醇蒸汽重整制氢与大规模的天然气制氢或水电解制氢相比，投资省，能耗低。由于反应温度低（230℃～280℃），工艺简单。与同等规模的天然气制氢装置相比，甲醇蒸汽转化制氢的投资较低。

（2）甲醇蒸汽重整制氢所用的原料甲醇易得，运输，储存方便。而且由于所用的原料甲醇纯度高，不需要再进行净化处理，反应条件温和，流程简单，故易于操作。

4.3 中大型制氢采用天然气制氢

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（1）天然气既是原料气也是燃料气，无需运输和储存，氢能耗低，消耗低，氢气成本最低。

（2）天然气制氢投资较高，适合大规模工业化生产。

5、总结和建议

（1）天然气制氢工艺的优点是原料价格低廉，来源方便，运行成本低，制氢规模较大时优势明显。缺点是投资规模大，工艺复杂，操作难度大，从长远看，天然气价格有上升趋势，运行费用将来会逐渐增加，日后的运行成本相对于甲醇制氢并无优势。

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（2）甲醇制氢工艺的优点是原料价格相对低廉，投资规模小，运行成本低，装置简单，开车后受外界影响小，开停车方便，工艺简单。缺点是按目前的原料价格计算，

实验室制取氢气，用活泼金属与稀酸反应：

Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑

工业上大量制取氢气，常用的方法是用水作原料：把水蒸气通过高热（红热）的铁屑或煤炭等物质起化学反应生产氢气。

方程式：3Fe+4H2O(水蒸气)=Fe3O4+4H2 （铁屑法）

或C+H2O(水蒸气)=CO+H2（水煤气法）

另一种方法是电解水

2H2O 通电 2H2↑+ O2 ↑