脫碳工藝對制氫成本的影響分析

周 琴，孫 健，余 浩，時春蓮，李 健

（上海華西化工科技有限公司，上海 201203）

H2在人類的現實生活中應用領域極為廣泛，特別是在國防、石油化工、無機化工、冶金、電力、醫藥、食品工業等現代領域中，H2成為不可或缺的工業原料。工業應用的氫氣制備方法有多種，包括輕烴類水蒸汽轉化法，煤氣化法、水電解法、甲醇裂解法以及氨分解和各類含氫氣體的變壓吸附等。輕烴類水蒸汽轉化法建設規模靈活，能耗物耗相對較低，是目前最常用的制氫方法。通過變換反應，可以得到較高的CO轉化率，進而提高單位原料的氫產量。因此，輕烴水蒸汽轉化制氫裝置在生產H2的同時也副產大量的CO2，由于傳統的制氫流程不設置脫碳工序，副產的CO2隨著PSA氫提純單元的解吸氣一起作為轉化爐的燃料，然后再隨轉化爐的煙氣一起排空。這部分CO2不僅降低了解吸氣的熱值，同時還從轉化爐中帶走了部分熱量，因此，加大了裝置的燃料消耗，增加了制H2的成本。由于副產的CO2可進一步加工成工業級或食品級液態CO2銷售，因此回收CO2不僅增加總體經濟效益，而且又可以減少碳排放，實現變廢為寶。

但脫碳工序本身需要增加投資和能耗，同時CO2的脫除工藝和流程設計又是多種多樣的，因此，本文通過對不同的CO2脫除工藝流程進行分析與計算，比較各種脫碳工藝對制H2成本的影響。

1 中變氣脫碳工藝簡述

1.1 中變氣脫碳技術

工業上常用的中變氣脫碳技術主要有化學吸收法、物理法、變壓吸附（PSA）法和膜分離法。……