工业上怎么制取氢气?
氢气工业制作法:
1、水煤气法(主要成分CO和H?,C+H?O==高温==CO+H?)
2、电解水的方法制氢气(2H?O==通电==O?↑+2H?↑)
3、电解饱和食盐水(2NaCl+2H?O==通电==2NaOH+H?↑+Cl?↑)
扩展资料:
氢气无色、无嗅、无毒、易燃易爆的气体,和氟气、氯气、氧气、一氧化碳以及空气混合均有爆炸的危险,其中,氢气与氟气的混合物在低温和黑暗环境就能发生自发性爆炸,与氯气的混合体积比为1:1时,在光照下也可爆炸。
氢气由于无色无味,燃烧时火焰是透明的,因此其存在不易被感官发现,在许多情况下向氢气中加入有臭味的乙硫醇,以便使嗅觉察觉,并可同时赋予火焰以颜色。
氢气虽无毒,在生理上对人体是惰性的,但若空气中氢气含量增高,将引起缺氧性窒息。与所有低温液体一样,直接接触液氢将引起冻伤。液氢外溢并突然大面积蒸发还会造成环境缺氧,并有可能和空气一起形成爆炸混合物,引发燃烧爆炸事故。
与空气混合能形成爆炸性混合物,遇热或明火即会发生爆炸。气体比空气轻,在室内使用和储存时,漏气上升滞留屋顶不易排出,遇火星会引起爆炸。氢气与氟、氯、溴等卤素会剧烈反应。
氢气因为是易燃压缩气体,故应储存于阴凉、通风的仓间内。仓内温度不宜超过30℃。远离火种、热源。防止阳光直射。应与氧气、压缩空气、卤素(氟气、氯气、溴)、氧化剂等分开存放。切忌混储混运。
储存间内的照明、通风等设施应采用防爆型,开关设在仓外,配备相应品种和数量的消防器材。禁止使用易产生火花的机械设备工具。验收时要注意品名,注意验瓶日期,先进仓的先发用。搬运时轻装轻卸,防止钢瓶及附件破损。
百度百科-氢气
主流的工业制氢方案选择
(1)煤制氢工艺流程复杂,环保问题也突出,目前中小型的煤制氢已经不再审批。
(2)富氢气体提纯制氢主要依托上游主装置,依赖性较强。
(3)在制氢领域,目前主要的是水电解制氢、甲醇制氢、天然气制氢,我们分别作详细介绍:
3、主流的工业制氢方案介绍对比
(1)电解水制氢
原理是电解液(一般是含有30%左右氢
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氧化钾(KOH)的溶液),在接通直流电后,水分解为氢气和氧气。
该方法技术成熟、设备简单、运行可靠、管理方便、不产生污染、可制得氢气纯度高、杂质含量少,适用于各种应用场合,唯一缺点是耗能大,制氢成本高;目前商品化的水电解制氢装置的操作压力为0.8~3.0MPa,操作温度为80~90℃,制氢纯度可达99.7%,制氧纯度达99.5%。
(2)甲醇制氢
原理是甲醇和水反应生成氢气和二氧化碳的合成气,再经过PSA提纯,得到高纯度的氢气。
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该方法原料为甲醇和脱盐水,原料来源方便,在220~280℃下,专用催化剂上催化转化为组成为主要含氢和二氧化碳转化气;甲醇的单程转化率可达95%以上,氢气的选择性高于99.5%,再利用变压吸附技术,可得到纯度为99.999%的氢气,一氧化碳的含量低于1ppm。
(3)天然气制氢
原理是天然气和水反应生成氢气和二氧化碳的合成气,再经过PSA提纯,得到高纯度的氢气。
该方法原料来源方便,不需要设置原料储罐,单系列能力较大, 原料费用较低。反应温度在600-800℃,制氢过程需吸
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收大量的热,高温高压必然对设备的要求也比较高因此该装置投资高。转化气经过变压吸附,可得到纯度为99.999%的氢气,
4、主流的工业制氢方案选择
4.1 小型制氢采用电解水方法
(1)多年来,水电解制氢技术自开发以来一直进展不大,其主要原因是需要耗用大量的电能,电价的昂贵,用水电解制氢都不经济。
(2)电解水制氢,规模一般小于200 Nm3/h,是较成熟的制氢方法,由于它的电耗较高,达到5~8 kwh/Nm3 H2,其单位氢气成本较高。
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4.2中小型制氢采用甲醇制氢
(1)甲醇蒸汽重整制氢与大规模的天然气制氢或水电解制氢相比,投资省,能耗低。由于反应温度低(230℃~280℃),工艺简单。与同等规模的天然气制氢装置相比,甲醇蒸汽转化制氢的投资较低。
(2)甲醇蒸汽重整制氢所用的原料甲醇易得,运输,储存方便。而且由于所用的原料甲醇纯度高,不需要再进行净化处理,反应条件温和,流程简单,故易于操作。
4.3 中大型制氢采用天然气制氢
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(1)天然气既是原料气也是燃料气,无需运输和储存,氢能耗低,消耗低,氢气成本最低。
(2)天然气制氢投资较高,适合大规模工业化生产。
5、总结和建议
(1)天然气制氢工艺的优点是原料价格低廉,来源方便,运行成本低,制氢规模较大时优势明显。缺点是投资规模大,工艺复杂,操作难度大,从长远看,天然气价格有上升趋势,运行费用将来会逐渐增加,日后的运行成本相对于甲醇制氢并无优势。
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(2)甲醇制氢工艺的优点是原料价格相对低廉,投资规模小,运行成本低,装置简单,开车后受外界影响小,开停车方便,工艺简单。缺点是按目前的原料价格计算,
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