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“十三五”期间我国氯碱企业有望围绕氢气做文章
来源: 中国化工报 发布时间: 2016-02-15

目前国内很多氯碱企业只关注氯和碱产品,往往忽略副产氢气的价值所在。在新的节能技术装备支撑下,氢的利用可能成为“十三五”氯碱行业结构调整的重要方向,其中氢燃料电池可能是一个重要途径。

“目前国内很多氯碱企业只关注氯和碱产品,往往忽略副产氢气的价值所在,氢气利用很不充分,甚至有大量氢气被白白放空。据统计,我国每年氯碱企业的氢气放空率高达30%,这还没有考虑当前PVC开工率低的极端情况。鉴于中国氯碱行业的氢资源浪费极其严重,选择合理的氢气利用方案,不仅可以避免氢气资源的浪费,还能提高氢气的利用价值,更有利于增强企业的整体竞争实力和节能减排的力度。因此,寻找选择新的耗氯和耗氢产品需要同步进行。”营创三征(营口)精细化工有限公司总经理张佳兴告诉记者。

记者了解到,目前氯碱行业副产氢气利用可能选择的方案主要有:用于生产合成氨的原料气;用于加氢裂化等石油加工业;用于化工及有机精细化工合成;可生产高纯压缩氢直接出售;用作燃料生产蒸汽;还有就是利用氢燃料电池技术建氢能电站。由于合成氨工业和石油加工业的生产规模和用氢量较大,因此,对于这样的用氢大户,氯碱企业副产氢量不能满足需要。燃料电池技术和氧阴极电解技术的逐步成熟,为找不到氢气用途的氯碱企业提供了一种全新的解决方案。

氢燃料电池将氢气转化为电能,基本原理是电解水的逆反应。该产品不仅生产过程无污染、无噪声,而且转换效率高,整个循环不产生有害物质,副产物是纯净水,发电效率更高达80%以上,可直接将化学能转换为电能,不需要经过热能和机械能的中间变换。因此该技术成为“十三五”我国氯碱行业的主要节能潜力所在。

张佳兴介绍,国际上氢燃料电池技术已经走向成熟。该技术不仅用于新型汽车动力上,同时利用氢燃料电池技术建造大型电站也获得了成功。其中,第一台70kW的电站自2007年在荷兰阿克苏诺贝尔氯碱工厂利用氯碱副产氢气发电,已成功运行了4.5万小时以上。采用该技术建造与氯碱配套的氢燃料电站,可以直接利用氯碱副产氢气,无需提纯过程。通过氢燃料电站可回收电解单元总电耗20%的电能和10%的热能。2011年,荷兰又成功开发MW级的氢燃料电池,安装在索尔维比利时工厂,同样是利用氯碱生产中的副产氢气发电。氢燃料电池的独特优势使其可能成为氯碱工厂氢气利用的优选方案。

与另一个氢气解决方案——氧阴极电解技术相比,燃料电池技术是针对氯碱已经产出的氢气资源,通过燃料电池堆回收电解单元电耗20%的电能和10%的热能;而氧阴极技术是针对不需要氢气,只需要碱和氯的企业,通过氧阴极降低了单元槽电压,使电解槽只产碱和氯,不再产氢气。此外,氢燃料电池结构可靠,具有更强的稳定性。氢燃料电站的运行状况,不会影响到电解槽稳定运行。

中国氯碱行业拥有全球最大的产能,同时,由于产品结构单一,氯和氢的消耗过度依赖聚氯乙烯(PVC),使氯碱行业碱、氯和氢三者平衡性很差,氢的利用率更低,有很多氯碱企业长期将氢气排向大气中,氢气的价值被长期低估。未来中国氯碱行业在结构调整过程中,除要做好替代PVC的新型氯产品外,氢的利用应引起企业的足够重视。

 
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