5月21日，由中國(guó)電池聯(lián)盟、中國(guó)電子節(jié)能技術(shù)協(xié)會(huì)電池專委會(huì)和中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)氫能及燃料電池分會(huì)(籌)聯(lián)合舉辦的“2019新型制氫技術(shù)與加氫站建設(shè)高峰論壇”在蘇州隆重召開(kāi)，林德集團(tuán)氫氣運(yùn)行經(jīng)理劉忠勇做了題為“氫氣的生產(chǎn)和安全”的精彩演講，以下為的演講速記全文：

今天介紹氫能的生產(chǎn)和安全，上午有專家介紹過(guò)氫氣生產(chǎn)這塊，下午我會(huì)詳細(xì)一些，另外上午提問(wèn)提到氫能源電池對(duì)氫氣的要求，實(shí)際上生產(chǎn)過(guò)程中，很多的探測(cè)和檢測(cè)點(diǎn)檢查不出來(lái)，原料有水、天然氣、石化材料。生產(chǎn)工藝有很多種，有轉(zhuǎn)化、部分氧化還有甲裂，這些都必須要提純，還有我們的冷箱通過(guò)低溫分離，還有酸性氣體等。我舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，冷箱的工藝。如果從冷箱出來(lái)，再經(jīng)TMP提純的，不用分析，它的硫肯定合格，如果了解的話，那些雜質(zhì)無(wú)需考慮，肯定是能做到合格的。

首先簡(jiǎn)單介紹一下SMR的工藝。很簡(jiǎn)單，就是通過(guò)將一些天然氣還有夜化石油氣等進(jìn)行轉(zhuǎn)化，還有最終它是甲烷和水的反應(yīng)，最終再跟水結(jié)成氣體相關(guān)。實(shí)際上蒸汽轉(zhuǎn)化也要催化劑，它催化劑主要的成分是鎳，和燃料電池的鉑都屬于貴金屬，在蒸汽進(jìn)行轉(zhuǎn)化前，對(duì)原料也是進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理的工藝很多種，有加氫脫硫的，國(guó)內(nèi)比較通用的是加氫以后，有機(jī)硫和無(wú)機(jī)硫然后轉(zhuǎn)化為氧化鋅。我們內(nèi)部還有精脫鎳的工藝，如果有預(yù)轉(zhuǎn)化，那么催化劑非常昂貴，就像燃料電池一樣的。催化非常薄，就要加精脫硫，脫到預(yù)轉(zhuǎn)化的硫含量，基本上到20個(gè)PPB以下，再經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)化和吸附，到后面就沒(méi)有了，到前面催化硫都把它吸完了，從生產(chǎn)氫氣的角度來(lái)講，對(duì)后面的硫和氯來(lái)說(shuō)是不存在了。

前面提到其他的氣，因?yàn)闆](méi)有經(jīng)過(guò)這些工序的處理，那可能會(huì)到你的產(chǎn)品氫里面去，所以假如買氫氣的時(shí)候，你只要了解它的工藝，就可以對(duì)它的產(chǎn)品就知道了。這是一個(gè)典型的蒸汽轉(zhuǎn)化的頂燒爐的結(jié)構(gòu)，通過(guò)加熱、預(yù)熱，爐管，催化劑就在里面，其他的氣體按照比例混合以后，一般我們的溫度在800—900度的溫度出來(lái)了。這是一個(gè)詳細(xì)的頂燒爐的結(jié)構(gòu)，投資成本主要是在關(guān)鍵設(shè)備，在轉(zhuǎn)化。它的投資超過(guò)30%。那它的一些主要操作成本就是原料氣，實(shí)際上SMR工藝同時(shí)附產(chǎn)一些蒸汽，它的工程要求就是電、網(wǎng)路給水、冷卻水、空氣。這個(gè)是我們?cè)谏虾ｄ詈記芄I(yè)區(qū)的每小時(shí)1.18噸氫氣的照片，右邊是頂燒爐，大的罐子是尾氣的，下面的是小的PMC的提純罐。

接下來(lái)介紹一下甲醇裂解工藝，這實(shí)際上它的反應(yīng)壓力和溫度要求就要比SMR天然氣轉(zhuǎn)化低很多，溫度在200—300度之間，我們國(guó)內(nèi)250就可以做到，一般是在280左右，壓力是在15—20噸左右。實(shí)際上它的催化劑基本上國(guó)內(nèi)是以同基的催化劑為主，同基的一旦有油和氯，也很快失火了。一般甲醇裂解工藝的時(shí)候，會(huì)對(duì)甲醇的燃料有要求，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)在這塊要求并不是很好，但是業(yè)內(nèi)了解下來(lái)，我們用的甲醇是采用天然氣的甲醇，每一次甲醇還有化工的甲醇，從考慮催化劑的壽命來(lái)講不考慮用，因?yàn)樗鼤?huì)將催化劑的壽命縮短，因?yàn)榭紤]到有其他的雜質(zhì)分化不出來(lái)，匯兌你的氣體產(chǎn)生影響。從甲醇裂解的角度來(lái)說(shuō)，它的氫氣也是非常純的，像我們的工藝做出來(lái)，供給電子氣級(jí)的，都是做到5—6個(gè)9的水平。這是甲醇裂解工藝簡(jiǎn)單的流程圖，大家可以看到這里面實(shí)際上就是一個(gè)反應(yīng)器，那這個(gè)反應(yīng)器的加熱，因?yàn)樗臏囟纫蟛皇呛芨?，那就?00—300度，我們國(guó)內(nèi)基本上采用導(dǎo)熱爐燃燒，像德國(guó)的有些是直接通過(guò)煙氣進(jìn)行加熱，它的傳熱效率更加好，單耗更加低。這里面是合成氣經(jīng)過(guò)分離。那它主要的成本也就是在甲醇。

這個(gè)實(shí)際上就是一套在廈門的卡羅里克（音）設(shè)立的甲裂裝置，大部分的設(shè)備反應(yīng)和預(yù)熱就在這里面，國(guó)內(nèi)的占地面積比較大，它這個(gè)比較小，大概是1/3。那剛剛說(shuō)到第三組就是變壓吸附，SMR也好，甲醇裂解也好，都是通過(guò)SMR提純的，它面臨的條理就是高壓和低壓條件下吸附雜質(zhì)能力的不同，高壓情況下吸附的雜質(zhì)更多，低壓再吸附，然后再生，就是反反復(fù)復(fù)的。那這里面就是時(shí)間的長(zhǎng)短，吸附時(shí)間長(zhǎng)導(dǎo)致穿附，然后產(chǎn)品不合格。一般我們有一張表，PLC對(duì)雜質(zhì)的吸附能力是不一樣的，因?yàn)閷?duì)氫它的極性弱，還有吸附速率以及結(jié)合律都不一樣，所以吸附強(qiáng)弱是不一樣的，所以通過(guò)這樣的辦法來(lái)進(jìn)行分離，像一般的水，二氧化碳、甲烷等這些相對(duì)吸附能力強(qiáng)，而像氬、氧、氮比較難吸附。一般在吸附里面我們會(huì)裝三種東西，根據(jù)急性不同，如果這個(gè)罐子我全部裝分子塞的話會(huì)有問(wèn)題，如果它有二氧化碳或者是水，那它的解析非常麻煩，一旦解析不好會(huì)影響到下一次的吸附，一般下面會(huì)裝磁球，然后裝一層活性碳，來(lái)吸附甲烷和二氧化碳，通過(guò)分子篩，吸附一氧化碳和氮?dú)?，最后保證出來(lái)的氫氣是合格的產(chǎn)品，操作過(guò)程中如果你操作不好，二氧化碳跑到上面去，那下一個(gè)周期你會(huì)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品會(huì)問(wèn)題，因?yàn)橐坏┏霈F(xiàn)二氧化碳，急性強(qiáng)就很難解析掉。這是一個(gè)簡(jiǎn)單的PLC吸附的裝置，最少是4個(gè)管進(jìn)行循環(huán)吸附，然后一般的話根據(jù)不一樣，有的是12個(gè)、有的是14個(gè)，最小可以做到一千分和幾十方，大的二三十萬(wàn)方的能力。這是我們?cè)趶埣腋鄣拿簹饣闹茪洌@是一個(gè)冷箱的工藝，它通過(guò)低溫將氫氣和一氧化碳進(jìn)行分離。水電解制氫大家都很清楚，這是氫氣工藝選擇成本圖。

關(guān)于氫氣安全，上面也有介紹，氫氣確實(shí)是非常輕又很容易著火和爆炸，在我20幾年的生產(chǎn)過(guò)程中，氫氣并不可怕，它是不可燒就怕著，但是著火白天看不見(jiàn)，這就是最難的。這里面我給幾張圖大家可以看到，一個(gè)氫氣著火的案例，這是一塊充裝過(guò)程中由于充裝泄露沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)，這是液晶罐里面的泄露，然后你也是看不見(jiàn)的。另外一個(gè)是氫脆，這是生產(chǎn)工藝過(guò)程中的氫脆，氫脆導(dǎo)致你的事故無(wú)法逆轉(zhuǎn)，這是當(dāng)時(shí)的一個(gè)斷層爆裂，這也是一個(gè)爆裂。

我這里介紹一下生產(chǎn)工藝過(guò)程中很多生產(chǎn)產(chǎn)生事故的原因有很多，那就看你的管理，從我自身的經(jīng)歷來(lái)看是怎樣把氫氣安全管控好。

首先第一個(gè)是分區(qū)管理，在這個(gè)區(qū)域你是否要有PPE，個(gè)人防護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)。第二個(gè)就是安全、可靠性和效果，我們有很多的辦法來(lái)進(jìn)行管理。還有是工藝優(yōu)化，會(huì)建立很多的模型來(lái)對(duì)這個(gè)裝置提高效率。另外有一個(gè)大數(shù)據(jù)，全球這么多的工廠有非常多的數(shù)據(jù)庫(kù)。還有我們自己的培訓(xùn)體系，我們有一個(gè)裝置，整個(gè)裝置的開(kāi)啟都是智能化。還有是核心的觀念，從我自己這么多年來(lái)對(duì)氫氣裝置的經(jīng)驗(yàn)，大家知道美國(guó)737Max事故，我們?cè)谏a(chǎn)過(guò)程中這個(gè)出現(xiàn)了故障了怎么辦？另外是施工，這也是非常重要的，在施工管理過(guò)程中如果偷工減料的話肯定是會(huì)不全，所以要有一整套的流程。