氢能对洁净煤技术流程创新的作用

    氢能及其相关研究已成为目前的热点课题。虽然在能源动力领域，离氢能大规模应用还有相当距离，一般公众也认为氢能大规模利用是很遥远的事，但氢能和氢经济并非遥不可及，它们与目前的能源、化工研发动态密切相关，是现有研究的延伸和拓展。氢能技术的发展影响着发电技术和化工技术的发展趋势，例如，氢能与分布式发电技术、与燃料电池技术、与绿色工业发展等。一般认为，煤是一种“肮脏”的一次能源，而氢则代表着“洁净”的能源。但实际上，发展氢能技术与洁净煤技术并不矛盾，二者不仅存在着密切联系，还可起到相互促进的作用。
    地球周围单质氢很少，因此氢作为能源的关键技术之一是氢制备。根据已探明和可开采能源资源储量，全球以煤为主的能源格局在短时期内不会改变，因此各种煤制氢技术仍将是获得大量氢的重要途径之一；而大规模化石燃料制氢技术虽已成熟，但还存在着能量转化效率低的问题。另一方面，目前已有的煤炭发电和利用单项新技术(超临界燃煤发电、增压流化床燃烧、煤液化、整体煤气化联合循环、先进燃气轮机和燃料电池、天然气制液体燃料等)难以同时满足效率、成本和环境等多方面要求。因此如何将氢制备与煤的高效洁净利用结合是关系到氢能发展的重要课题。
    在煤炭联产系统中，煤炭经气化、净化、脱硫脱碳后即可生产氢气，氢气既可作为化工原料，也可作为燃料电池、固定和分散电站的燃料；净化煤气经组分调整，通过各种反应可合成甲醇、二甲醚、醋酸等燃料及化工品；系统内部的反应／分离过程放热、未反应物流、各种尾气等多种品位的能量可得到充分利用，以电、热、冷的形式加以回收；通过 动力、氢气、甲醇等化工品联产和系统集成，达到降低生产成本的目的；此外，得到的产品甲醇，既是重要的基础化工原料，也是载能体，可制取氢，且由于常温常压下甲醇为液体，便于储存和携带，可作为车用燃料电池的燃料。这样可按能源利用效率、产品价值、市场需求等各方面，使煤的化学能利用得到最佳的综合效益，实现煤气化、氢能、发电、一碳化工、精细化工为一体的新世纪能源综合利用系统。