1.工业制氢设备的方案

工业制氢方案很多，主要有以下几类：

（1）化石燃料制氢：天然气制氢、煤炭制氢等。

（2）富氢气体制氢：合成氨生产尾气制氢、炼油厂回收富氢气体制氢、氯碱厂回收副产氢制氢、焦炉煤气中氢的回收利用等。

（3）甲醇制氢：甲醇分解制氢、甲醇水蒸汽重整制氢、甲醇部分氧化制氢、甲醇转化制氢。

（4）水解制氢：电解水、碱性电解、聚合电解质薄膜电解 、高温电解、光电解、生物光解、热化学水解。

（5）生物质制氢。

（6）生物制氢。

2.工业制氢方案对比选择

（1）煤炭制氢制取过程比天然气制氢复杂，得到的氢气成本也高 。

（2）由于生物制氢、生物质制氢和富氢气体制氢等方法制取的氢气杂质含量高、纯度较低，不能达到GT等技术提供商的氢气纯度要求。

（3）国内多晶硅绝大多数都采用的是水电解制氢，只有中能用的是天然气制氢，而国外应用的更多是甲醇制氢，因此，我们重点选择以下三类方案进行对比：

（A）天然气制氢装置

（B）甲醇制氢装置

（C）水电解制氢装置

3.工业化制氢现状

3.1 三种制氢方案对比

（1）天然气水蒸汽重整制氢

（2）甲醇水蒸汽重整制氢

（3）电解水制氢

3.2 大型制氢：天然气水蒸汽重整制氢占主导地位

特点：

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

（2）自动化程度高，安全性能高。

（3）天然气制氢投资较高，适合大规模工业化生产，一般制氢规模在5000Nm3/h以上时选择天然气制氢工艺更经济。

3.3 小型制氢、高纯氢采用电解水方法

（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，使得世界上除个别地区外，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。

3.4甲醇水蒸汽重整制氢是中小型制氢的首选

（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℃），工艺条件缓和，燃料消耗也低。与同等规模的天然气制氢装置相比，甲醇蒸汽转化制氢的能耗约是前者的50%。

（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、结论和建议

1. 采用天然气的蒸汽重组方案，优点是原料价格低廉，运行成本低，制氢规模在5000Nm³/h以上时优势明显。缺点是投资规模大，工艺复杂，操作难度大，安全性差，2000Nm³/h以下时无规模优势，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。

2. 采用甲醇的蒸汽重组工艺，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。缺点是运行成本比天然气法略高。