5月21日，由中國電池聯盟、中國電子節能技術協會電池專委會和中國化學與物理電源行業協會氫能及燃料電池分會(籌)聯合舉辦的“2019新型制氫技術與加氫站建設高峰論壇”在蘇州隆重召開，林德集團氫氣運行經理劉忠勇做了題為“氫氣的生產和安全”的精彩演講，以下為的演講速記全文：

今天介紹氫能的生產和安全，上午有專家介紹過氫氣生產這塊，下午我會詳細一些，另外上午提問提到氫能源電池對氫氣的要求，實際上生產過程中，很多的探測和檢測點檢查不出來，原料有水、天然氣、石化材料。生產工藝有很多種，有轉化、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低溫分離，還有酸性氣體等。我舉一個簡單的例子，冷箱的工藝。如果從冷箱出來，再經TMP提純的，不用分析，它的硫肯定合格，如果了解的話，那些雜質無需考慮，肯定是能做到合格的。

首先簡單介紹一下SMR的工藝。很簡單，就是通過將一些天然氣還有夜化石油氣等進行轉化，還有最終它是甲烷和水的反應，最終再跟水結成氣體相關。實際上蒸汽轉化也要催化劑，它催化劑主要的成分是鎳，和燃料電池的鉑都屬于貴金屬，在蒸汽進行轉化前，對原料也是進行預處理，預處理的工藝很多種，有加氫脫硫的，國內比較通用的是加氫以后，有機硫和無機硫然后轉化為氧化鋅。我們內部還有精脫鎳的工藝，如果有預轉化，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，脫到預轉化的硫含量，基本上到20個PPB以下，再經過轉化和吸附，到后面就沒有了，到前面催化硫都把它吸完了，從生產氫氣的角度來講，對后面的硫和氯來說是不存在了。

前面提到其他的氣，因為沒有經過這些工序的處理，那可能會到你的產品氫里面去，所以假如買氫氣的時候，你只要了解它的工藝，就可以對它的產品就知道了。這是一個典型的蒸汽轉化的頂燒爐的結構，通過加熱、預熱，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度的溫度出來了。這是一個詳細的頂燒爐的結構，投資成本主要是在關鍵設備，在轉化。它的投資超過30%。那它的一些主要操作成本就是原料氣，實際上SMR工藝同時附產一些蒸汽，它的工程要求就是電、網路給水、冷卻水、空氣。這個是我們在上海漕河涇工業區的每小時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。

接下來介紹一下甲醇裂解工藝，這實際上它的反應壓力和溫度要求就要比SMR天然氣轉化低很多，溫度在200—300度之間，我們國內250就可以做到，一般是在280左右，壓力是在15—20噸左右。實際上它的催化劑基本上國內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候，會對甲醇的燃料有要求，現在國內在這塊要求并不是很好，但是業內了解下來，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講不考慮用，因為它會將催化劑的壽命縮短，因為考慮到有其他的雜質分化不出來，匯兌你的氣體產生影響。從甲醇裂解的角度來說，它的氫氣也是非常純的，像我們的工藝做出來，供給電子氣級的，都是做到5—6個9的水平。這是甲醇裂解工藝簡單的流程圖，大家可以看到這里面實際上就是一個反應器，那這個反應器的加熱，因為它的溫度要求不是很高，那就是200—300度，我們國內基本上采用導熱爐燃燒，像德國的有些是直接通過煙氣進行加熱，它的傳熱效率更加好，單耗更加低。這里面是合成氣經過分離。那它主要的成本也就是在甲醇。

這個實際上就是一套在廈門的卡羅里克（音）設立的甲裂裝置，大部分的設備反應和預熱就在這里面，國內的占地面積比較大，它這個比較小，大概是1/3。那剛剛說到第三組就是變壓吸附，SMR也好，甲醇裂解也好，都是通過SMR提純的，它面臨的條理就是高壓和低壓條件下吸附雜質能力的不同，高壓情況下吸附的雜質更多，低壓再吸附，然后再生，就是反反復復的。那這里面就是時間的長短，吸附時間長導致穿附，然后產品不合格。一般我們有一張表，PLC對雜質的吸附能力是不一樣的，因為對氫它的極性弱，還有吸附速率以及結合律都不一樣，所以吸附強弱是不一樣的，所以通過這樣的辦法來進行分離，像一般的水，二氧化碳、甲烷等這些相對吸附能力強，而像氬、氧、氮比較難吸附。一般在吸附里面我們會裝三種東西，根據急性不同，如果這個罐子我全部裝分子塞的話會有問題，如果它有二氧化碳或者是水，那它的解析非常麻煩，一旦解析不好會影響到下一次的吸附，一般下面會裝磁球，然后裝一層活性碳，來吸附甲烷和二氧化碳，通過分子篩，吸附一氧化碳和氮氣，最后保證出來的氫氣是合格的產品，操作過程中如果你操作不好，二氧化碳跑到上面去，那下一個周期你會發現產品會問題，因為一旦出現二氧化碳，急性強就很難解析掉。這是一個簡單的PLC吸附的裝置，最少是4個管進行循環吸附，然后一般的話根據不一樣，有的是12個、有的是14個，最小可以做到一千分和幾十方，大的二三十萬方的能力。這是我們在張家港的煤氣化的制氫，這是一個冷箱的工藝，它通過低溫將氫氣和一氧化碳進行分離。水電解制氫大家都很清楚，這是氫氣工藝選擇成本圖。

關于氫氣安全，上面也有介紹，氫氣確實是非常輕又很容易著火和爆炸，在我20幾年的生產過程中，氫氣并不可怕，它是不可燒就怕著，但是著火白天看不見，這就是最難的。這里面我給幾張圖大家可以看到，一個氫氣著火的案例，這是一塊充裝過程中由于充裝泄露沒有及時發現，這是液晶罐里面的泄露，然后你也是看不見的。另外一個是氫脆，這是生產工藝過程中的氫脆，氫脆導致你的事故無法逆轉，這是當時的一個斷層爆裂，這也是一個爆裂。

我這里介紹一下生產工藝過程中很多生產產生事故的原因有很多，那就看你的管理，從我自身的經歷來看是怎樣把氫氣安全管控好。

首先第一個是分區管理，在這個區域你是否要有PPE，個人防護的標準。第二個就是安全、可靠性和效果，我們有很多的辦法來進行管理。還有是工藝優化，會建立很多的模型來對這個裝置提高效率。另外有一個大數據，全球這么多的工廠有非常多的數據庫。還有我們自己的培訓體系，我們有一個裝置，整個裝置的開啟都是智能化。還有是核心的觀念，從我自己這么多年來對氫氣裝置的經驗，大家知道美國737Max事故，我們在生產過程中這個出現了故障了怎么辦？另外是施工，這也是非常重要的，在施工管理過程中如果偷工減料的話肯定是會不全，所以要有一整套的流程。