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简述天然气制氢工艺现状及发展

摘要：石油作为当今社会的主要消耗资源，也是一种不可再生的资源，同时也是一种污染较强的资源。为了能够更好地维持人类社会的可持续发展，我们需要不断探索石油资源的替代品。氢气作为一种清洁能源走入人们的视野，并在各个领域有很广泛的应用。然而现阶段的天然气制氢工艺处于低级阶段，有很多的问题都没有得到很好的解决。因此，需要加大对于制氢工艺的研究力度，让氢气更好地发挥自身的优势，从而减少对于石油资源的使用。本文主要对天然气制氢工艺现状进行研究，对天然气制氢工艺中存在的技术难题进行探讨，并对天然气制氢工艺的优势进行分析。

关键词：天然气制氢：发展现状；工艺特点；

引言：天然气是当下利用较为广泛的清洁能源之一，它的储备量大，在各个方面都有大的应用前景。天然气能源的应用能够大幅减少对于石油资源的消耗，对自然环境的保护提供了很大的帮助，也可以减少有害人体物质的排放，对人们的身体健康有很大的改善。天然气制氢是天然气的一种延伸功能，但目前的制氢工艺中有很很多的技术问题，我们需要不断对现有的工艺进行改善，对天然气制氢工艺中的技术难题逐一击破，并不断寻找新的技术方法，让天然气制氢工艺成为环境保护的重要组成部分，从而更好地推动我国的可持续发展。

一、天然气制氢工艺概述

天然气制氢工艺的基本原理为使用天然气和空气，再添加特定的催化剂进行催化反应，让天然气和空气能够在一定的环境条件下进行脱硫处理，再经过甲烷化工序的处理，最终把氢氮气进行二次加工，最终得到氢气，这也是天然气制氢工艺的基本流程。

在天然气制氢工艺的进行中，需要先把天燃气进行压缩，然后在脱硫处理的基础上，将天然气和水蒸气混合，加入特定的催化剂，从而通过催化反应制成氢气。在产生氢气阶段的反应物并不是天然气，而是已经转化生成的一氧化碳气体。在经过这一系列的操作之后，得到的氢气纯度较低，还需要进行二次处理，对氢气进行充分的冷却、分离和净化等操作，最终获得较为纯净的氢气。

二、天然气制氢工艺流程

1、脱硫

天然气制氢工艺的第一步为混合气体的脱硫处理，这一步的主要作用是将气体中的无机硫进行去除。在进行脱硫处理时，将氧化锌和硫化氢进行反应，最终产生结构和状态较为稳定的硫化物，从而达到对气体进行脱硫的目的。特别要注意的是，在进行脱硫处理时，硫化物的浓度要控制在0.2ppm以下。脱硫处理的操作较为简单，也不会消耗过多的资源。

2、一二段转化单元

天然气制氢工艺第二阶段的主要材料是天然气，该阶段使用水蒸气作为氧化剂，在天然气和水蒸气进行反应时加入镍作为加快反应的催化剂。在进行下一步的转化时，需要加入特定剂量的富氧空气，这时一氧化碳和二氧化碳等气体会发生剧烈的燃烧反应，同时也会吸收较多能量，所以在进行这一步的操作时需要密切关注温度的变化情况。

在进行实际的操作时，应该密切注意转化炉的参数和类型，因为不同类型的转化设备在进行转化时的结果并不相同，所以在选择转化炉时，要以工艺进行的标准为基础。

3、一氧化碳变单元分析

在上一阶段论述的转化工艺中，一氧化碳经过了特定的操作处理，从而实现了自身的低温转化，在进行这一步的实际操作时，应该充分结合具体的工艺需求对转化的温度进行适当的调整。在进行工艺的操作时，要充分结合企业的具体需求，从而最大程度满足经济效益和资源节约的双丰收，对工艺的温度进行适当的调整，最终保证产品质量的高标准。

3、提纯

天然气制氢工艺中氢气的提纯环节也至关重要，在进行氢气的提纯操作时候，要特别注意脱碳精华和甲烷化两个重要环节的稳定。在完成脱碳化工艺的处理之后，还会存在很多的一氧化碳气体以及二氧化碳气体等无效气体，需要在这一工艺的基础上进行甲烷化处理，从而确保生成的气体有较高的纯度，达到预先制定的要求。

三、天然气制氢工艺现状

氢气在我国应用范围极广，在诸多领域都有使用，最主要的应用领域是医药以及精密化工的生产，氢气的应用可以为这些领域中需要用到的化工产品提供了生产物资，尤其是新能源方面，氢气因为具有零污染和使用高效率的特点，所以备受关注。在进行氢气的制备时，有诸多不同的工艺，例如水电解制氢技术、天然气制氢技术。天然气制氢技术一般也被成为甲烷裂解制氢技术，它出现的时间较晚，还没有得到充分的发展，技术也没有其他制氢技术成熟，在传统的制氢技术中会采用水电接的制氢技术，主要原因就是天然气制氢技术的不成熟，导致天然气制氢的成本过高、生产效率也较低，并且有很大的能源浪费。因此，我们应该不断深入研究天然气制氢工艺，突破现有技术的瓶颈，让天然气制氢技术有更高的生产效率，减少工艺中对于能源的损耗，不断降低天然气制氢的成本，从而让该工艺得到更广泛的应用。

四、天然气制氢工艺的发展方向

1、高温裂解制氢技术

高温裂解制氢技术的主要原理是通过高温让天然气分解产生氢气。这一技术不会产生很多的二氧化碳，所以也是