1 概述
氫氣是一種像電一樣的載能體。作為能源一方面可提供能量，其燃燒值遠比烴類和醇類高，約為汽油或天然氣的2.7倍，煤的3.5倍；另一方面，氫氣直接燃燒產物為水，不存在污染問題，因此在世界范圍內，氫氣以其優(yōu)異的性能備受青睞，用途和用量得以持續(xù)迅速的拓展。僅以石油煉制為例，隨著加工含硫原油的數量增多及環(huán)保要求的增加，加氫精制、加氫裂化等深加工工藝需要的氫氣資源量大大增加，而煉油廠本身能提供的氫氣量僅占總需求量的30％，外供氫氣達到了70％。氫氣需求量的迅猛增長推動了制氫技術的發(fā)展，有必要對制氫技術及其選擇進行更深一步的思考。
2 工業(yè)制氫技術
目前，國際上幾種主要的制氫技術包括水電解工藝、煤氣化制氫工藝、烴類水蒸氣轉化工藝和甲醇制氫工藝以及其他一些新興技術。
2.1 水電解工藝
水電解制氫工藝開發(fā)于1905年，發(fā)展至今此技術已相當成熟可靠。水電解系利用兩個不起化學反應的電極(避免副反應)，使一種無機酸或堿金屬氫氧化物的水溶液傳導直流電流時，在陰極生成氫氣，在陽極生成氧氣。其電解反應為：
理論上根據法拉第定律由式(1)得出：在0℃， 101.3kPa的條件下，每個法拉第(26.82A·h)可電解出氫1mol、氧0.5mol，即11.2L的純氫和5.6L的純氧。
實際生產中，為了提高制氫效率，電解通常在高壓環(huán)境下下進行，采用的壓力多為3.0～5.0MPa，因此能量損失不可避免，電解效率約為50％～70％，單位產氫電耗達到了4.3～4.9kW·h／Nm3。以目前單臺裝置最大產能750m3／h，電耗4.5kW·h／Nm3計算，該裝置就需一座3375kW電站與之配套。值得注意的是，由于氧和氫生成反應中的過電....
