3.以重油為原料部分氧化法製取氫氣。重油原料包括有常壓、減壓渣油及石油深度加工後的燃料油。重油與水蒸氣及氧氣反應製得含氫氣的氣體產物。部分重油燃燒提供轉化吸熱反應所需熱量及一定的反應溫度。氣體產物的組成:氫氣46%(體積),一氧化碳46%,二氧化碳6%。該法生產的氫氣產物成本中,原料費約占1/3,而重油價格較低,故為人們重視。
我國建有大型重油部分氧化法製氫裝置,用於製取合成氨的原料。
四、生物質製氫
生物質資源豐富,是重要的可再生能源。生物質可通過氣化和微生物製氫。
1.生物質氣化製氫。將生物質原料如薪柴、鋸未、麥秸、稻草等壓製成型,在氣化爐(或裂解爐)中進行氣化或裂解反應可製得含氫燃料氣。我國在生物質氣化技術領域的研究已取得一定成果,中科院廣州能源所多年來進行了生物質氣化的研究,其氣化產物中氫氣約占10%左右,熱值達11MJ/m3,可作為農村燃料,但氫含量仍較低。在國外,由於轉化技術的提高,生物質氣化已能大規模生產水煤氣,其氫氣含量大大提高。
2.微生物製氫。微生物製氫技術同樣受人們的關注。利用微生物在常溫常壓下進行酶催化反應可製得氫氣。生物質產氫主要有化能營養微生物產氫和光合微生物產氫兩種。屬於化能營養微生物的是各種發酵類型的一些嚴格厭氧菌和兼性厭氧菌,發酵微生物放氫的原始基質是各種碳水化合物、蛋白質等。目前已有利用碳水化合物發酵製氫的專利,並利用所產生的氫氣作為發電的能源。光合微生物如微型藻類和光合作用細菌的產氫過程與光合作用相聯係,稱光合產氫。20世紀90年代初中科院微生物所、浙江農業大學等單位曾進行“產氫紫色非硫光合細菌的分離與篩選研究”及“固定化光合細菌處理廢水過程產氫研究”等,取得一定結果。在國外已設計了一種應用光合作用細菌產氫的優化生物反應器,其規模將達日產氫2800立方米。該法采用各種工業和生活有機廢水及農副產品的廢料為基質,進行光合細菌連續培養,在產氫的同時可淨化廢水並獲單細胞蛋白,一舉三得,很有發展前途。
五、其他含氫物質製氫
國外曾研究從硫化氫中製取氫氣。我國有豐富的H2S資源,如河北省趙蘭莊油氣田開采的天然氣中H含量高達90%以上,其儲量達數千萬噸,是一種寶貴資源,從硫化氫中製取氫有多種方法,我國在20世紀90年代開展了多方麵的研究,如石油大學進行了“間接電解法雙反應係統製取氫氣與硫磺的研究”取得進展,正進行擴大試驗。中科院感光所等單位進行了“多相光催化分解硫化氫的研究”及“微波等離子體分解硫化氫製氫的研究”等。各種研究結果將為今後充分合理利用寶貴資源、提供清潔能源及化工原料奠定基礎。
六、各種化工過程副產氫氣的回收
多種化工過程如電解食鹽製堿工業、發酵製酒工藝、合成氨化肥工業、石油煉製工業等均有大量副產氫氣,如能采取適當的措施進行氫氣的分離回收,每年可得到數億立方米的氫氣。這是一項不容忽視的資源,應設法加以回收利用。