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氫是一種無(wú)碳能源、清潔能源，被譽(yù)為21世紀(jì)的終極能源。氫具有導(dǎo)熱性好、燃燒性能好、儲(chǔ)量豐富、多形態(tài)存在、利用率高、便于回收利用、安全等特點(diǎn)，在未來(lái)必將成為重要的代替能源。制氫作為氫能產(chǎn)業(yè)鏈的第一環(huán)，有著非常重要的作用。沒(méi)有氫氣就不會(huì)有氫能產(chǎn)業(yè)，學(xué)習(xí)了解氫能就必須了解氫氣和其制取技術(shù)和工藝。
本書(shū)對(duì)氫氣的性質(zhì)、特點(diǎn)、應(yīng)用、制取等進(jìn)行了詳細(xì)介紹，共分11章，分別為緒論、煤制氫、天然氣制氫、石油制氫、電解水制氫、醇類(lèi)重整制氫、氨分解制氫、生物質(zhì)能制氫、副產(chǎn)氫氣的回收與提純、液氫、其他制氫技術(shù)。本書(shū)能幫助讀者系統(tǒng)地學(xué)習(xí)氫氣制取的技術(shù)和工藝，為以后從事相關(guān)行業(yè)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1. 內(nèi)容淺顯易懂，利用較多圖表和少量公式，介紹制氫技術(shù)與工藝的核心能容。
2. 體量適中，不到200頁(yè)，讓讀者快速了解制氫的所有方式及工藝裝備等相關(guān)內(nèi)容。
3. 適合與想了解氫能相關(guān)知識(shí)的讀者閱讀，開(kāi)設(shè)相關(guān)課程的院校也可將本書(shū)用作教材。
4. 全彩印刷。

氫能作為來(lái)源多樣、應(yīng)用高效、清潔環(huán)保的二次能源，廣泛應(yīng)用于交通、儲(chǔ)能、工業(yè)和發(fā)電領(lǐng)域。氫能的開(kāi)發(fā)利用已成為世界新一輪能源技術(shù)變革的重要方向，也是全球?qū)崿F(xiàn)凈零排放的重要路徑。伴隨我國(guó)雙碳戰(zhàn)略目標(biāo)的提出，氫能因具有保障能源安全、助力深度脫碳等特點(diǎn)，成為我國(guó)能源結(jié)構(gòu)低碳轉(zhuǎn)型、構(gòu)建綠色產(chǎn)業(yè)體系的重要支撐，產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向確定且堅(jiān)定。
當(dāng)前，氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，已經(jīng)從基礎(chǔ)研發(fā)發(fā)展到批量化生產(chǎn)制造、全面產(chǎn)業(yè)化階段。面對(duì)即將到來(lái)的氫能規(guī)模化應(yīng)用和商業(yè)化進(jìn)程，具有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和工程化實(shí)踐能力的復(fù)合型人才將成為推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵力量。氫能人才培養(yǎng)是一個(gè)系統(tǒng)化工程，需要有好的人才政策、產(chǎn)業(yè)發(fā)展背景作為支撐，更需要有產(chǎn)業(yè)推動(dòng)平臺(tái)、科研院所以及眾多企業(yè)的創(chuàng)新集聚，共同打造產(chǎn)學(xué)研協(xié)作融合的良好生態(tài)。
2021年7月，印發(fā)《高等學(xué)校碳中和科技創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃》，明確推進(jìn)碳中和未來(lái)技術(shù)學(xué)院和示范性能源學(xué)院建設(shè)，鼓勵(lì)高校開(kāi)設(shè)碳中和通識(shí)課程。2022年10月，中共中央辦公廳、國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)了《關(guān)于加強(qiáng)新時(shí)代高技能人才隊(duì)伍建設(shè)的意見(jiàn)》，明確提出：技能人才是支撐中國(guó)制造、中國(guó)創(chuàng)造的重要力量。加強(qiáng)高級(jí)工以上的高技能人才隊(duì)伍建設(shè)，對(duì)鞏固和發(fā)展工人階級(jí)先進(jìn)性，增強(qiáng)國(guó)家核心競(jìng)爭(zhēng)力和科技創(chuàng)新能力，緩解就業(yè)結(jié)構(gòu)性矛盾，推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。為貫徹落實(shí)黨中央、國(guó)務(wù)院決策部署，加強(qiáng)新時(shí)代高技能人才隊(duì)伍建設(shè)，同時(shí)結(jié)合目前氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)人才的要求，中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)百人會(huì)氫能中心聯(lián)合上海燃料電池汽車(chē)商業(yè)化促進(jìn)中心、佛山環(huán)境與能源研究院、上海氫能利用工程技術(shù)研究中心、上海智能新能源汽車(chē)科創(chuàng)平臺(tái)、山東氫谷新能源技術(shù)研究院等單位共同編制了氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)應(yīng)用人才培養(yǎng)叢書(shū)。
本系列叢書(shū)包括《氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)概論》《制氫技術(shù)與工藝》《氫氣儲(chǔ)存和運(yùn)輸》《加氫站技術(shù)規(guī)范與安全管理》《氫燃料電池汽車(chē)及關(guān)鍵部件》《氫燃料電池汽車(chē)安全設(shè)計(jì)》《氫燃料電池汽車(chē)檢測(cè)與維修技術(shù)》，叢書(shū)內(nèi)容覆蓋了氫能與燃料電池全產(chǎn)業(yè)鏈完整的知識(shí)體系，同時(shí)力圖與工程化實(shí)踐做好銜接，立足應(yīng)用導(dǎo)向，重點(diǎn)推進(jìn)氫能技術(shù)研發(fā)的實(shí)踐設(shè)計(jì)和活動(dòng)教學(xué)，增進(jìn)教育鏈、人才鏈與產(chǎn)業(yè)鏈的深度融合，可以讓學(xué)生或在職人員通過(guò)學(xué)習(xí)培訓(xùn)，全面了解氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)、技術(shù)原理、工程化進(jìn)程及應(yīng)用解決方案，具備在氫氣制取、儲(chǔ)運(yùn)、加氫站運(yùn)營(yíng)、氫燃料電池汽車(chē)檢測(cè)與維修等領(lǐng)域工作所需的基礎(chǔ)知識(shí)與實(shí)操技能。
本書(shū)是全套系列叢書(shū)的第二部，著重介紹制氫技術(shù)與工藝。全書(shū)共分為11章，結(jié)合氫的性質(zhì)、特點(diǎn)及應(yīng)用，對(duì)煤制氫、天然氣制氫、石油制氫、電解水制氫、醇類(lèi)重整制氫、氨分解制氫、生物質(zhì)能制氫、副產(chǎn)氫氣的回收與提純、液氫、其他制氫技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)介紹。制氫技術(shù)的成熟與降本是氫能產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用的前提，當(dāng)前全球氫能源結(jié)構(gòu)仍以化石能源制氫為主，產(chǎn)生的碳排放量較高。未來(lái)，氫能能否實(shí)現(xiàn)全生命周期碳排放的大幅減少，繼而帶動(dòng)交通、工業(yè)、發(fā)電等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)深度脫碳，制氫環(huán)節(jié)的低碳化尤為關(guān)鍵。希望本書(shū)能夠幫助讀者們充分了解主要制氫路線(xiàn)的技術(shù)特點(diǎn)、工藝及發(fā)展前景，加強(qiáng)對(duì)氫能產(chǎn)業(yè)的知識(shí)學(xué)習(xí)與認(rèn)知提升。
叢書(shū)編寫(xiě)委員會(huì)雖力求覆蓋完整產(chǎn)業(yè)鏈的相關(guān)要點(diǎn)，但新技術(shù)發(fā)展迅速，編寫(xiě)過(guò)程中仍有許多不足，歡迎廣大讀者提出寶貴的意見(jiàn)和建議，以不斷校正與完善圖書(shū)內(nèi)容，培養(yǎng)出產(chǎn)業(yè)亟需的高技能人才。在此特別感謝各有關(guān)合作單位的鼎力支持及辛勤付出。
希冀本套叢書(shū)能夠?yàn)闅淠墚a(chǎn)業(yè)專(zhuān)業(yè)人才提供幫助，為氫能產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)提供支撐，為氫能產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)微薄之力。
張真
氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)應(yīng)用人才培養(yǎng)叢書(shū)編寫(xiě)委員會(huì)主任
中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)百人會(huì)氫能中心主任山東氫谷新能源技術(shù)研究院院長(zhǎng)

趙吉詩(shī)博士，2009年1月畢業(yè)于清華大學(xué)，獲化學(xué)工程與技術(shù)博士學(xué)位；2018年，獲廣東省揚(yáng)帆計(jì)劃緊缺拔尖人才。研究方向?yàn)闅淠軆?chǔ)存與輸送、能源經(jīng)濟(jì)及能源政策與規(guī)劃等。自2005年以來(lái)，在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表論文12篇，其中第一作者8篇；發(fā)表專(zhuān)著7部，其中執(zhí)筆負(fù)責(zé)編寫(xiě)2部，參與編寫(xiě)5部。
2017年以來(lái)，趙吉詩(shī)博士擔(dān)任云浮（佛山）氫能標(biāo)準(zhǔn)化創(chuàng)新研發(fā)中心主任，主要開(kāi)展氫能儲(chǔ)存與輸送關(guān)鍵技術(shù)及裝備開(kāi)發(fā)、能源經(jīng)濟(jì)及能源政策與規(guī)劃研究等工作。截至目前，趙吉詩(shī)博士團(tuán)隊(duì)17人，其中博士4人；獲2018年廣東省新型研發(fā)機(jī)構(gòu)、佛山市產(chǎn)學(xué)研促進(jìn)會(huì)副會(huì)長(zhǎng)單位、云浮市五一勞動(dòng)獎(jiǎng)狀等榮譽(yù)稱(chēng)號(hào)。

叢書(shū)序
前言
第1章緒論1
1.1氫的物化特性1
1.2工業(yè)氫標(biāo)準(zhǔn)2
1.3純氫、高純氫和超純氫2
1.4低碳?xì)洹⑶鍧崥渑c可再生氫3
1.5制氫方法3
1.6氫的利用方式4
1.6.1氫燃料電池與燃?xì)浣煌üぞ?
1.6.2家庭用氫5
1.7氫對(duì)構(gòu)建清潔能源體系的作用和意義6
思考題7
參考文獻(xiàn)7
第2章煤制氫8
2.1煤的組成8
2.2煤焦化制氫9
2.3煤氣化制氫工藝10
2.3.1煤氣化制氫原理10
2.3.2煤氣化制氫工藝流程11
2.3.3CO變換16
2.3.4酸性氣體脫除技術(shù)16
2.3.5H2提純技術(shù)16
2.4煤制氫技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀17
2.5電解煤水制氫17
2.5.1電解煤水制氫的反應(yīng)機(jī)理18
2.5.2電解煤水制氫技術(shù)的特點(diǎn)19
2.6煤制氫技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)19
2.7煤制氫技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性20
思考題21
參考文獻(xiàn)21
第3章天然氣制氫22
3.1天然氣制氫原理22
3.2天然氣水蒸氣重整制氫24
3.2.1天然氣水蒸氣重整制氫原理24
3.2.2天然氣水蒸氣重整制氫工藝25
3.3天然氣部分氧化制氫29
3.3.1天然氣部分氧化制氫原理29
3.3.2天然氣部分氧化制氫工藝29
3.4天然氣高溫裂解制氫30
3.4.1天然氣高溫裂解制氫原理30
3.4.2天然氣高溫裂解制氫工藝30
3.5天然氣自熱重整制氫36
3.5.1天然氣自熱重整制氫原理36
3.5.2天然氣自熱重整制氫工藝36
3.6天然氣制氫技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)37
3.7天然氣制氫技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性38
思考題39
參考文獻(xiàn)40
第4章石油制氫41
4.1石油制氫原料41
4.2石油制氫工藝簡(jiǎn)介42
4.2.1石腦油制氫42
4.2.2重油制氫42
4.2.3石油焦制氫43
4.2.4煉廠(chǎng)干氣制氫44
思考題45
參考文獻(xiàn)45
第5章電解水制氫46
5.1堿性水電解制氫工藝47
5.1.1堿性水電解制氫原理47
5.1.2電解水制氫工藝流程48
5.1.3電解水制氫工藝的主要設(shè)備49
5.1.4堿性電解槽49
5.2PEM電解水制氫工藝51
5.2.1PEM電解水制氫原理51
5.2.2PEM電解槽52
5.3高溫固體氧化物電解水制氫工藝53
5.3.1固體氧化物電解水制氫原理53
5.3.2SOEC電解槽53
5.4電解水制氫的優(yōu)缺點(diǎn)及經(jīng)濟(jì)性54
5.4.1電解水制氫的優(yōu)缺點(diǎn)54
5.4.2電解水制氫的經(jīng)濟(jì)性56
5.5可再生能源發(fā)展與電解水制氫56
思考題58
參考文獻(xiàn)58
第6章醇類(lèi)重整制氫59
6.1甲醇制氫59
6.1.1甲醇的基本性質(zhì)59
6.1.2甲醇水蒸氣重整制氫59
6.1.3甲醇水相重整制氫60
6.1.4甲醇制氫工藝流程60
6.2乙醇制氫61
6.2.1乙醇的基本性質(zhì)61
6.2.2乙醇直接裂解制氫61
6.2.3乙醇水蒸氣重整制氫62
6.2.4乙醇二氧化碳重整制氫62
6.2.5其他乙醇制氫方式63
6.2.6乙醇制氫催化劑63
6.3甘油（丙三醇）制氫64
6.3.1甘油的基本性質(zhì)64
6.3.2甘油氣相重整制氫64
6.3.3甘油水相重整制氫67
6.3.4甘油干重整制氫68
6.3.5甘油光催化重整制氫69
6.3.6甘油高溫?zé)峤夥ㄖ卣茪?9
6.3.7甘油超臨界重整制氫70
6.3.8甘油吸附增強(qiáng)重整制氫70
6.4醇類(lèi)重整制氫反應(yīng)器及技術(shù)71
6.4.1固定床反應(yīng)器72
6.4.2微通道反應(yīng)器72
6.4.3微結(jié)構(gòu)反應(yīng)器73
6.4.4膜反應(yīng)器73
6.5醇類(lèi)制氫技術(shù)的特點(diǎn)和問(wèn)題75
6.5.1醇類(lèi)制氫技術(shù)的CO2排放75
6.5.2醇類(lèi)制氫的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性75
思考題78
參考文獻(xiàn)78
第7章氨分解制氫80
7.1氨分解制氫原理80
7.1.1氨分解制氫技術(shù)80
7.1.2氨分解制氫工藝81
7.1.3氨分解制氫催化劑82
7.2氨分解制氫的熱力學(xué)85
7.3氨分解制氫的動(dòng)力學(xué)85
7.4氨分解制氫工藝86
7.4.1氨分解制氫工藝流程86
7.4.2氨分解制氫工藝設(shè)備87
7.4.3氨分解制氫工藝生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)89
7.5氨分解制氫的優(yōu)缺點(diǎn)及經(jīng)濟(jì)性91
7.5.1氨分解制氫的優(yōu)缺點(diǎn)91
7.5.2氨分解制氫的經(jīng)濟(jì)性93
思考題93
參考文獻(xiàn)94
第8章生物質(zhì)能制氫95
8.1生物質(zhì)發(fā)酵制氫96
8.1.1生物質(zhì)發(fā)酵制氫原理96
8.1.2接種物的選擇及處理方式97
8.1.3反應(yīng)pH值99
8.1.4溫度99
8.1.5原料100
8.2生物質(zhì)熱化學(xué)制氫100
8.2.1生物質(zhì)氣化制氫101
8.2.2生物質(zhì)熱裂解制氫103
8.2.3生物質(zhì)超臨界水制氫104
8.3生物乙醇制氫105
8.4生物質(zhì)能制氫的優(yōu)缺點(diǎn)及經(jīng)濟(jì)性105
思考題106
參考文獻(xiàn)107
第9章副產(chǎn)氫氣的回收與提純108
9.1變壓吸附法108
9.1.1變壓吸附原理108
9.1.2變壓吸附循環(huán)步驟114
9.1.3影響變壓吸附效果主要因素117
9.2深冷分離法118
9.2.1低溫分離法119
9.2.2低溫吸附法119
9.2.3工業(yè)化低溫分離119
9.3膜分離法120
9.3.1膜分離法原理121
9.3.2有機(jī)膜分離122
9.3.3無(wú)機(jī)膜分離122
9.3.4液態(tài)金屬分離124
9.3.5膜分離技術(shù)在氫氣提純工藝上的應(yīng)用124
9.4提純方法比較分析及典型案例125
9.4.1方法對(duì)比125
9.4.2典型案例PSA半焦煤氣制氫126
思考題127
參考文獻(xiàn)128
第10章液氫129
10.1液氫性質(zhì)及外延產(chǎn)品129
10.1.1液氫性質(zhì)129
10.1.2液氫外延產(chǎn)品130
10.2液氫用途132
10.3液氫的生產(chǎn)133
10.3.1正氫與仲氫133
10.3.2液氫生產(chǎn)工藝134
10.3.3液氫生產(chǎn)典型流程137
10.3.4全球液氫生產(chǎn)138
10.3.5液氫生產(chǎn)成本141
10.4液氫的儲(chǔ)存與運(yùn)輸141
10.4.1液氫儲(chǔ)存141
10.4.2液氫運(yùn)輸145
10.5液氫的加注147
10.5.1液氫加注系統(tǒng)147
10.5.2防止兩相流的措施148
10.6液氫的安全148
10.7發(fā)展前景151
思考題151
參考文獻(xiàn)151
第11章其他制氫技術(shù)153
11.1核能制氫技術(shù)153
11.1.1核能制