董哲，兰轩睿

（天津渤化工程有限公司，天津 300193）

本文介绍了现有的工业和新兴的制氢工艺、制氢方法及其工业应用。

1 热化学法

1.1 氧化过程

1.1.1 蒸汽甲烷重整(SMR)

SMR是一种以气态和液态烃为主要原料的经济有效的技术。它对氢气总产量的贡献约为40%～50%[1]。原料预处理、重整制合成气、转化为富氢气体、提纯为氢气是该工艺的基本步骤。该反应过程通常在800～1000℃和13～20bar压力下进行。

SMR工艺是通过再循环实现的，变压吸附净化气体可作为重整炉燃烧器的燃料燃烧，以产生蒸汽来驱动SMR的吸热反应。化石燃料的转化是一项成熟的技术，它利用现有的燃料基础设施，减少运输和储存氢的需要。SMR是一种重要的工业制氢工艺，催化剂在SMR工艺中起着至关重要的作用。高效蒸汽重整催化剂的开发是一个非常活跃的研究领域。由于在SMR工艺中涉及高温和高压，催化剂必须精心配制和成型，以确保所需的性能。贵金属（Ru、Rh、Ir、Pt和Pd）和镍被认为是SMR工艺的最佳催化剂[2]。

SMR工艺缺点通常与转化炉有关，这些转化炉设计复杂、设备规模大、投资高，预热时间相对较长，并且会在能量转换过程中引入额外的损耗。在大多数工业应用中，制取氢气需要在20Pa左右的压力下进行，因此，转化炉通常在为20～26Pa的压力下运行。高压增加了反应器的设计难度。

1.1.2 吸附强化重整（SER）

在SER工艺中，在镍基催化剂和钙基吸附剂存在下，同时发生水煤气变换和CO2脱除步骤。这一过程包括四个步骤：首先，在所需的反应温度和压力下，用蒸汽和H2的混合物预饱和反应器。……