摘要: 针对煤化工产业链高能耗、高碳排放和电解水制氢成本高的问题,对电解水制氢与煤化工产业链进行耦合,设计出无变换制氢耦合工艺。通过制氢系统、热能系统和O2系统的耦合设计,不仅在碳减排方面成效显著,同时可降低产业链生产成本,对新能源消纳模式创新、促进能源绿色低碳转型具有重要意义。研究结果表明:以生产3.0×105 m3/h H2、700 kt/a甲醇、350 kt/a醋酸和1.0×105 m3/h CH4的煤化工产业链为例,采用无变换制氢耦合工艺,使煤化工产业链的净化气需求量由9.4×105 m3/h降低至2.4×105 m3/h,可取消变换装置和变压吸附(PSA)装置,使空气分离装置、气化装置和低温甲醇洗装置规模缩小80%,减少气化用煤4 080 kt/a,减少CO2排放9 147.20 ktCO2e/a,但工艺装置投资需增加5.6%;配合6.5×105 m3/h电解水制氢装置,每小时可消纳绿电3.25 GW.h,CO2排放量降低102.44%,实现煤化工产业链CO2的“净零”排放;热能系统耦合后,驱动蒸汽产量增加130 t/h,产率提升36.5%;当绿电价格为0.2元/(kW.h)时,对电解水制氢副产的O2进行分级利用后,制氢成本可降至1.01元/m3,与煤制氢成本相当。