无碳排放甲烷转化制氢工艺

美国C-Zero公司开发的天然气转化制氢和固体碳的工艺正进行示范装置的工程设计。该装置计划2021年底开始建设。C-Zero公司旨在开发甲烷无燃烧热分解并进行工业化转化。天然气转化制氢是成熟工艺，最近加州圣巴巴拉大学使用高温熔融金属和熔融盐催化剂对该工艺开展了研究。

C-Zero工艺利用丰富的天然气作为低成本氢气来源，同时避免了化石原料制氢工艺存在的二氧化碳排放问题。该工艺旨在替代蒸汽甲烷转化（SMR）生产用于制氨和炼油的氢气，以及用于发电和燃料电池的零碳排放氢气。反应在结构独特的反应器中进行，采用高温液体材料作为热解催化剂。热解过程中主要挑战是将热量导入反应器，这需要进行创新设计。此外，该过程需要在建筑材料、热交换和有效去除固体碳方面进行创新。虽然化学反应简单，但设计成本效益高的工艺仍具有挑战性。

该工艺生产的氢气纯度符合应用要求，热解反应对天然气中常见的污染物具有较好耐受性。该工艺资本支出低于SMR，如果在二氧化碳总量控制与交易体系或碳税体系中，二氧化碳成本为35~60美元/吨，那么该工艺运营成本比SMR更具竞争力。