钢铁厂制氢方法的比较及选用

摘要

氢气主要供冷轧厂作保护气体，随着钢铁企业产品结构的不断优化和冷轧产能大型化，对氢气的需求量也是越来越大，同时对氢气的纯度也有很高的要求，即要求提供大量的高纯度氢气。文章介绍了多种制氢工艺，主要有：电解水制氢法、变压吸附制氢法、天然气转化+变压吸附制氢法、甲醇裂解+变压吸附制氢法、氨分解+变压吸附制氢法、深冷分离法以及膜分离法。并对各种氢气的制备工艺进行综合比较。电解水制氢只需要一道工序就可得到99.6%～99.9%的氢气产品，工艺流程简单，布置紧凑，管理方便，生产装置只使用极少量的吸附剂，几乎无废弃物的排放，对环保最为有利。电解水制氢工艺成熟稳定，产品纯度高、杂质少、生产过程基本不污染环境，不需压缩机加压，减少了气体压缩能耗。由于电解水制氢电耗高达4.6kW.h/h.m3，因此此种方法生产氢气的成本较高。天然气转化+变压吸附制氢由于制氢原料采用天然气，该法在钢铁厂没有焦炉煤气或没有富余焦炉煤气的情况下可以考虑，氢气的成本主要取决于天然气价格。焦炉煤气变压吸附制氢具有工艺成熟稳定、易大型化等特点，以钢铁厂自身生产的副产焦炉煤气作为原料，使其具有气源稳定、氢气成本低等优势。该工艺制氢成本最低，如果钢铁厂的煤气平衡中能抽出一部分焦炉煤气制氢时，宜优先采用该制氢工艺。