制氢方法

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各种金属制取氢气的方法

各种金属制取氢气的方法

各种金属制取氢气的方法金属是一种常用的氢气制取材料,因为金属与酸、水反应时可以放出氢气。

以下是常见的几种金属制取氢气的方法:1. 碱金属与水反应法:碱金属(如钠、钾)与水反应能够放出大量的氢气。

反应式如下:2M + 2H2O →2MOH + H2其中,M代表碱金属。

这种方法常用于实验室中。

2. 金属与酸反应法:金属与酸(如盐酸、硫酸)反应时,也能释放出氢气。

反应式如下:M + 2HCl →MCl2 + H2其中,M代表金属。

这种方法常用于工业生产中。

3. 碱性金属铝与水反应法:铝是一种常用的金属材料,与水反应时能够产生氢气。

反应式如下:2Al + 6H2O →2Al(OH)3 + 3H2这种方法在工业上用于制取氢气。

4. 碱性金属铝与酸反应法:铝金属与酸反应时也能制取氢气。

反应式如下:2Al + 6HCl →2AlCl3 + 3H2这种方法也常用于工业生产中。

5. 锌与酸反应法:锌金属与酸反应时能够制取氢气。

反应式如下:Zn + 2HCl →ZnCl2 + H2这种方法常用于实验室制取氢气。

6. 铁与酸反应法:铁金属也能够与酸反应制取氢气。

反应式如下:Fe + 2HCl →FeCl2 + H2这种方法常用于实验室制取氢气。

7. 镁与酸反应法:镁金属与酸反应时也能够产生氢气。

反应式如下:Mg + 2HCl →MgCl2 + H2这种方法常用于实验室制取氢气。

以上是一些常用的金属制取氢气的方法。

这些方法在实验室和工业生产中被广泛应用,用于制取氢气作为燃料或其他用途。

制氢的全部方法精编

制氢的全部方法精编

制氢的全部方法精编 Document number:WTT-LKK-GBB-08921-EIGG-22986制氢的全部方法一、电解水制氢多采用铁为阴极面,镍为阳极面的串联电解槽(外形似压滤机)来电解苛性钾或苛性钠的水溶液。

阳极出氧气,阴极出氢气。

该方法成本较高,但产品纯度大,可直接生产99.7%以上纯度的氢气。

这种纯度的氢气常供:①电子、仪器、仪表工业中用的还原剂、保护气和对坡莫合金的热处理等,②粉末冶金工业中制钨、钼、硬质合金等用的还原剂,③制取多晶硅、锗等半导体原材料,④油脂氢化,⑤双氢内冷发电机中的冷却气等。

像北京电子管厂和科学院气体厂就用水电解法制氢。

二、水煤气法制氢用无烟煤或焦炭为原料与水蒸气在高温时反应而得水煤气(C+H2O→CO+H2—热)。

净化后再使它与水蒸气一起通过触媒令其中的CO转化成CO2(CO+H2O→CO2+H2)可得含氢量在80%以上的气体,再压入水中以溶去CO2,再通过含氨蚁酸亚铜(或含氨乙酸亚铜)溶液中除去残存的CO而得较纯氢气,这种方法制氢成本较低产量很大,设备较多,在合成氨厂多用此法。

有的还把CO与H2合成甲醇,还有少数地方用80%氢的不太纯的气体供人造液体燃料用。

像北京化工实验厂和许多地方的小氮肥厂多用此法。

三、由石油热裂的合成气和天然气制氢石油热裂副产的氢气产量很大,常用于汽油加氢,石油化工和化肥厂所需的氢气,这种制氢方法在世界上很多国家都采用,在我国的石油化工基地如在庆化肥厂,渤海油田的石油化工基地等都用这方法制氢气也在有些地方采用(如美国的Bay、way和Batan Rougo加氢工厂等)。

四、焦炉煤气冷冻制氢把经初步提净的焦炉气冷冻加压,使其他气体液化而剩下氢气。

此法在少数地方采用(如前苏联的Ke Mepobo工厂)。

五、电解食盐水的副产氢在氯碱工业中副产多量较纯氢气,除供合成盐酸外还有剩余,也可经提纯生产普氢或纯氢。

像化工二厂用的氢气就是电解盐水的副产。

生物质热化学法制氢的种类及其原理

生物质热化学法制氢的种类及其原理

生物质热化学法制氢的种类及其原理
一、物理法制氢
1.电解法:采用电解的方法,将水分解成氢气和氧气,它是以电解液(氢氧化钠溶液)为介质,电流作用下,将水分解成氢气和氧气的一种方法。

2.激光分解法:采用激光技术,将水分解成氢气和氧气,它是以激光技术为介质,将水分解成氢气和氧气的一种方法。

3.超高真空法:采用超高真空技术,将水分解成氢气和氧气,它是以超高真空技术为介质,将水分解成氢气和氧气的一种方法。

二、生物质热化学法制氢
1.催化裂解法:采用催化剂,将生物质热解成氢气和氧气,它是以催化剂为介质,将生物质热解成氢气和氧气的一种方法。

2.热解法:采用热解的方法,将生物质热解成氢气和氧气,它是以高温为介质,将生物质热解成氢气和氧气的一种方法。

原理:生物质热化学法制氢的原理是利用生物质中的有机物(如碳水化合物)在高温下热解或催化裂解,将其分解成氢气和氧气。

氢能利用关键技术系列--制氢工艺与技术

氢能利用关键技术系列--制氢工艺与技术

氢能利用关键技术系列--制氢工艺与技术
氢能利用关键技术系列中的一项重要技术是制氢工艺与技术。

制氢是将氢从其它化合物中分离出来的过程,常用于制备氢气作为能源源。

以下是一些常见的制氢工艺与技术:
1. 热解法(热裂解法):通过高温将化合物加热至分解温度,使其分解为氢气和其他产物。

常用的热解法包括水蒸气热解法、甲烷热解法等。

2. 电解法:利用电流将水分解为氢气和氧气,是一种常用的制氢方法。

常见的电解法包括碱性电解法、酸性电解法和固体氧化物电解法等。

3. 生物质制氢:利用生物质(如植物糖类、纤维素等)通过生物酶的作用产生氢气的过程。

这种方法具有环境友好和可持续性的特点。

4. 煤制氢:利用煤通过煤气化或其他化学反应将煤中的碳与水反应生成氢气。

煤制氢是一种能源转化的方式,可以实现煤的清洁利用。

5. 光解法:利用太阳能或其他光源通过光催化反应将水分解为氢气和氧气。

光解法具有可持续性和环境友好的特点。

除了以上常用的制氢工艺与技术外,还有一些新兴的氢气制备
技术,如光电催化制氢技术、微生物制氢技术等。

这些新技术在提高制氢效率、降低制氢成本以及减少碳排放等方面具有潜力。

制氢工艺与技术的发展将进一步推动氢能的应用和发展,为清洁能源转型做出贡献。

不同的制氢方法具有各自的适用范围和特点,根据具体的需求和条件选择制氢工艺与技术将非常重要。

氢气的制取的原理和方法

氢气的制取的原理和方法

氢气的制取的原理和方法氢气是一种无色、无味、无毒的气体,它具有高能量密度和无污染的特点,被广泛应用于能源、燃料电池等领域。

制取氢气的原理主要有电解水、蒸汽重整和水煤气反应。

电解水是一种常见的制取氢气的方法,其原理是利用电解的方式将水分解为氢气和氧气。

通常情况下,将两个电极分别浸入水中,称为阳极和阴极。

通电后,阳极发生氧化反应,产生氧气离子;阴极发生还原反应,产生氢气离子。

氧气离子和氢气离子在电解液中移动到对方电极上,并发生还原和氧化反应,生成氢气和氧气。

整个过程符合电解水的化学方程式:2H2O→2H2 + O2。

蒸汽重整是一种先将碳氢化合物转化为一氧化碳和氢气的方法,再通过混合后的气体经过一系列的反应,得到纯净的氢气。

该方法主要应用于石油工业中,其中最常见的是利用天然气(甲烷)进行蒸汽重整。

首先,将天然气与水蒸汽混合,然后在高温和一定催化剂的作用下,发生重整反应,生成一氧化碳和氢气。

最后,通过一系列的反应和分离步骤,得到纯净的氢气。

水煤气反应是一种将固体煤转化为氢气和一氧化碳的方法。

该方法通常采用煤气化工艺,首先将煤进行气化,即在高温和一定压力下,煤与水蒸气反应,产生一氧化碳和氢气。

接着,通过一系列的反应和分离步骤,得到纯净的氢气。

这种方法可以利用煤的资源,但同时也会产生一氧化碳等污染物。

除了以上三种方法,还有其他制取氢气的技术,如太阳能光解水、生物法制氢等。

太阳能光解水是指利用太阳能直接将水分解为氢气和氧气,通过太阳能电池或光催化剂的作用,使水发生光解反应。

生物法制氢是利用微生物或酶类催化剂,将有机物转化为氢气的方法。

这些方法都在不同程度上实现了制取氢气的目标,但仍然需要进一步的研究和发展。

总的来说,制取氢气的原理和方法有多种,包括电解水、蒸汽重整、水煤气反应、太阳能光解水和生物法制氢等。

这些方法通过不同的化学反应和工艺步骤,成功地实现了氢气的制取,为氢能源的研究和应用提供了有效的途径。

随着科技的发展和能源需求的增加,制取氢气的技术也将得到进一步的改进和创新,为可持续发展和环境保护作出更大的贡献。

氢的制取

氢的制取

氢的制取制氢的历史很长,方法也很多,传统的方法有以下几种:1、从合烃的化石燃料中制氢这是过去以及现在采用最多的方法。

它是以煤、石油或天然气等化石燃料作原料来制取氢气。

用蒸汽作催化剂以煤作原料来制取氢气的基本反应过程为:C+H2O→CO+H用天然气作原料、蒸汽作催化剂的制氢化学反应为:上述反应均为吸热反应,反应过程中所需的热量可以从煤或天然气的部分燃烧中获得,也可利用外部热源。

自从天然气大规模开采后,现在氢的制取有96%都是以天然气为原料。

天然气和煤都是宝贵的燃料和化工原料,用它们来制氢显然摆脱不了人们对常规能源的依赖。

2、电解水制氢这种方法是基于如下的氢氧可逆反应:分解水所需要的能量△Q是由外加电能提供的。

为了提高制氢效率,电解通常在高压下进行,采用的压力多为3.0~5.0MPa。

目前电解效率约为50%~70%。

由于电解水的效率不高且需消耗大量的电能,因此利用常规能源生产的电能来大规模的电解水制氢显然是不合算的。

3、热化学制氢这种方法是通过外加高温热使水起化学分解反应来获取氢气。

到目前为止虽有多种热化学制氢方法,但总效率都不高,仅为20%~50%,而且还有许多工艺问题需要解决。

依靠这种方法来大规模制氢还有待进一步研究。

随着新能源的崛起,以水作为原料利用核能和太阳能来大规模制氢已成为世界各国共同努力的目标。

其中太阳能制氢最具吸引力,也最有现实意义。

目前正在探索的太阳能制氢技术有以下几种:(1)太阳热分解水制氢热分解水制氢有两种方法,即直接热分解和热化学分解。

前者需要把水或蒸汽加热到3000K以上,水中的氢和氧才能够分解,虽然其分解效率高,不需催化剂,但太阳能聚焦费用太昂贵。

后者是在水中加入催化剂,使水中氢和氧的分解温度降低到90O~1200K,催化剂可再生后循环使用,目前这种方法的制氢效率已达50%。

(2)太阳能电解水制氢这种方法是首先将太阳能转换成电能,然后再利用电能来电解水制氢。

(3)太阳能光化学分解水制氢将水直接分解成氧和氢是很困难的,但把水先分解为氢离子和氢氧离子,再生成氢和氧就容易得多。

制氢的四种方法

制氢的四种方法

制氢的四种方法
嘿,朋友们!今天咱就来讲讲制氢的四种方法,保准让你们大开眼界!
先说这第一种方法——水电解制氢。

就好比那电池正负极,水在通电
的情况下就能分解出氢气和氧气啦!你想想看,水就那么神奇地变成了能燃烧的氢气,是不是很不可思议呀!
接着第二种,化石燃料制氢。

哎呀呀,这就像从那些黑黑的石油、煤炭里找出隐藏的宝贝氢气。

虽然这种方法历史悠久,但也不能小瞧它的作用呢!
然后是第三种,工业副产氢。

这就好像从大工厂的“边边角角”里挖掘出珍贵的氢气来。

就像在一堆杂物里发现了闪闪发光的宝石!
最后一种可厉害啦,叫可再生能源制氢。

哇塞,利用太阳能、风能这些清洁能源来制造氢气,简直就是环保界的超级英雄呀!你说这多牛呀!
总之呀,这四种制氢方法都各有各的厉害之处,每一种都在为我们的未来能源贡献力量呢!我觉着呀,只要我们好好研究和利用,氢能源肯定会让我们的生活变得更加美好!。

制氢常用方法

制氢常用方法

制氢常用方法
1. 水电解制氢,哇哦,这就像是个神奇的魔法!你想想,水通过电的魔力,就能分解出氢气来,就如同把一个大西瓜切成了两半,一半是氢气,一半是氧气。

比如在一些工厂里,就是用电解水的方法来获取大量的氢气呢!
2. 化石燃料制氢呢,嘿嘿,这可是个常见的家伙。

它就好像是一个经验丰富的老手,虽然不那么新颖,但一直很靠谱呀。

像石油化工厂里,不就经常用这个方法来制氢嘛!
3. 生物质制氢,哎呀呀,这就像是大自然给我们的特别礼物!从那些植物、废弃物中就能变出氢气来,这多神奇啊!不是有很多地方在研究利用秸秆等来制氢嘛!
4. 光解水制氢,哇塞,这简直是太阳公公的恩赐呀!通过阳光的照耀,水就能分解出氢气,这就好比是阳光给我们变了一个神奇的魔术。

在那些科研实验室里,不就在钻研怎么把这个神奇的方法变得更厉害嘛!
5. 热化学制氢,嘿嘿,这可是需要一些高温的魔力呢!就如同在高温的火炉里锻造出珍贵的氢气。

一些特殊的工业过程中就会用到这种方法哟!
6. 微生物制氢,哈哈,这就像是一群小小的工作者在努力工作呢!微生物们辛勤地制造着氢气,多有意思呀!据说有些科学家正在想办法让这些小工作者更高效地为我们生产氢气呢!
我觉得呀,这些制氢方法都各有各的厉害之处,都为我们获取氢气提供了不同的途径呢,未来肯定会有更多更好的制氢方法出现的!。

制氢的方式

制氢的方式

制氢的方式
制氢的方式包括以下几种:
1.蒸汽重整法:通过蒸汽重整天然气、石油等碳氢化合物,在高温高压下与水蒸气反应,产生氢气和一些其他副产品。

2.水电解法:利用电能分解水,将水分子分解为氢气和氧气。

3.光电解法:通过太阳能或者其他光源对水进行光解反应,产生氢气和氧气。

4.生物发酵法:利用微生物在特定条件下发酵,产生氢气。

5.化石燃料裂解法:通过将煤、油、岩石等化石燃料加热裂解,产生氢气和一些其他副产品。

6.海水电解法:通过利用海水中的盐离子,将海水中的氯离子与水分子反应,产生氢气和氯气。

制氢气方法

制氢气方法

制氢气方法氢气是人类生活中不可或缺的一项能源,它具有优良的燃料和化学性质,可以在火箭发射、军事、医疗等领域发挥重要作用。

氢气的存在通过各种方法进行制氢。

本文将介绍三种常见的制氢方法,一是电解水分解法、二是汽油重整法、三是放电法。

电解水分解法是其中最常用的制氢方式之一。

这种方法的原理是使用电流将水分成氢气和氧气,利用晶体管电路,它可以在低电压、稳定的电流作用下,将水分解的氢气和氧气分开,然后收集氢气。

它的最大优点是低成本,同时,它需要大量的水资源,收集也相对繁琐。

汽油重整法,又称为重整氢回收法,是一种制取氢气的常见方法。

它的原理是使用高温将汽油分解,提取其中的氢气。

这种方法比电解水分解法更有效,但是所需要的投入比较高,特别是需要更多的高温条件。

放电法也是一种制取氢气的常用方法。

它的原理是通过高能电极来产生大量的氢离子,然后将其还原成氢气的形式。

它的优点是不需要使用添加剂,但是要求使用的电极元件较多,成本也比较高。

上述三种方法都是我们可以用来制取氢气的常见方法,但是对比起来,电解水分解法以及汽油重整法比较适用,而放电法投入较大,只适用于大规模的制取氢气工程。

制取氢气时,要注意的是,不同的制氢方法都有不同的投入成本,投入的工具有所不同,要根据具体的需要和实际情况,选择合适的方法来进行制氢。

在电解水分解或汽油重整过程中,必须要注意安全,避免发生危险的意外事故。

此外,在制氢之后,它的安全性也要进行检查,以确保可以正常使用。

综上所述,制氢气是一项重要的行业,它可以为各种领域提供重要的能源。

市面上有很多种制氢方法,在选择时要考虑到当前的实际情况,做出正确的选择,以确保可以正常的使用并平稳运行。

氢气的制作方法和原料

氢气的制作方法和原料

氢气的制作方法和原料
1、用水做原料。

电解水制氢多采用铁为阴极面,镍为阳极面的串联电解槽(外形似压滤机)来电解苛性钾或苛性钠的水溶液。

阳极出氧气,阴极出氢气。

该方法成本较高,但产品纯度大,可直接生产99.7%以上纯度的氢气。

2、用无烟煤或焦炭为原料。

与水蒸气在高温时反应而得水煤气(C+H2O=CO+H2)。

净化后再使它与水蒸气一起通过触媒令其中的CO转化成CO2(CO+H2O→CO2+H2)可得含氢量在80%以上的气体,再压入水中以溶去CO2,再通过含氨蚁酸亚铜(或含氨乙酸亚铜)溶液中除去残存的CO而得较纯氢气,这种方法制氢成本较低产量很大。

传统的制氢法名词解释

传统的制氢法名词解释

传统的制氢法名词解释导语:制氢是指将水分解成氢气和氧气的过程,是一种重要的化学反应。

在过去的几个世纪里,传统的制氢法主要包括水电解法、热分解法和化石燃料重整法。

本文将对这些传统的制氢法进行解释和探讨。

一、水电解法水电解法是最常见和广泛应用的制氢方法之一。

该方法通过将水分解成氢气和氧气,需要使用电能。

电流通过电解质溶液中的水,在阴极上产生氢气,在阳极上产生氧气。

水电解法的优点是简单可行、反应速率较快,并且产生的氢气纯度高。

然而,该方法需要大量的电能支持,因此在能源高效利用和环境保护等方面存在一定的问题。

二、热分解法热分解法是一种将水通过热能分解为氢气和氧气的传统制氢方法。

这种方法利用高温将水分子分解成氢气和氧气。

热分解法主要有两种方式:热电解和热催化分解。

热电解法是利用高温电解池,通过加热和直流电流进行分解。

而热催化分解法则是通过在催化剂的催化下,在高温环境下实现水的分解为氢气和氧气。

这些方法在实验室中得到了一定的应用,但是由于能量消耗大和设备建设成本高昂等问题,尚未广泛推广应用。

三、化石燃料重整法化石燃料重整法是通过对化石燃料进行加热和反应,来制取氢气的一种方法。

该方法主要利用天然气、煤炭等化石燃料中的碳氢化合物,在高温和催化剂的作用下,将其转化为氢气、二氧化碳等产物。

化石燃料重整法的优点是可以利用现有的化石燃料资源,但由于产生的二氧化碳等温室气体,对环境造成了一定的影响。

随着环保意识的增强,该方法的应用受到了一定的限制。

结语:传统的制氢法是历史性的方法,随着科学技术的发展,越来越多的新型制氢技术被研发出来,包括太阳能和风能等可再生能源的利用,以及生物制氢等新兴技术。

这些新技术在提高能源利用效率和减少环境污染方面具有巨大的潜力,并被广泛应用于实践。

随着制氢技术的不断革新和进步,相信未来的氢能产业将会蓬勃发展,为人类的可持续发展做出更大的贡献。

制氢的全部方法

制氢的全部方法

制氢的全部方法制氢的全部方法一、电解水制氢多采用铁为阴极面,镍为阳极面的串联电解槽(外形似压滤机)来电解苛性钾或苛性钠的水溶液。

阳极出氧气,阴极出氢气。

该方法成本较高,但产品纯度大,可直接生产%以上纯度的氢气。

这种纯度的氢气常供:①电子、仪器、仪表工业中用的还原剂、保护气和对坡莫合金的热处理等,②粉末冶金工业中制钨、钼、硬质合金等用的还原剂,③制取多晶硅、锗等半导体原材料,④油脂氢化,⑤双氢内冷发电机中的冷却气等。

像北京电子管厂和科学院气体厂就用水电解法制氢。

二、水煤气法制氢用无烟煤或焦炭为原料与水蒸气在高温时反应而得水煤气(C+H2O→CO+H2—热)。

净化后再使它与水蒸气一起通过触媒令其中的CO转化成CO2(CO+H2O→CO2+H2)可得含氢量在80%以上的气体,再压入水中以溶去CO2,再通过含氨蚁酸亚铜(或含氨乙酸亚铜)溶液中除去残存的CO而得较纯氢气,这种方法制氢成本较低产量很大,设备较多,在合成氨厂多用此法。

有的还把CO与H2合成甲醇,还有少数地方用80%氢的不太纯的气体供人造液体燃料用。

像北京化工实验厂和许多地方的小氮肥厂多用此法。

三、由石油热裂的合成气和天然气制氢石油热裂副产的氢气产量很大,常用于汽油加氢,石油化工和化肥厂所需的氢气,这种制氢方法在世界上很多国家都采用,在我国的石油化工基地如在庆化肥厂,渤海油田的石油化工基地等都用这方法制氢气也在有些地方采用(如美国的Bay、way和Batan Rougo加氢工厂等)。

四、焦炉煤气冷冻制氢把经初步提净的焦炉气冷冻加压,使其他气体液化而剩下氢气。

此法在少数地方采用(如前苏联的Ke Mepobo工厂)。

五、电解食盐水的副产氢在氯碱工业中副产多量较纯氢气,除供合成盐酸外还有剩余,也可经提纯生产普氢或纯氢。

像化工二厂用的氢气就是电解盐水的副产。

六、酿造工业副产用玉米发酵丙酮、丁醇时,发酵罐的废气中有1/3以上的氢气,经多次提纯后可生产普氢(97%以上),把普氢通过用液氮冷却到—100℃以下的硅胶列管中则进一步除去杂质(如少量N2)可制取纯氢(%以上),像北京酿酒厂就生产这种副产氢,用来烧制石英制品和供外单位用。

制氢的方法和基本原理

制氢的方法和基本原理

制氢的方法和基本原理氢是地球上最丰富的元素,也是最重要的能源之一。

它是发电、生产液体燃料和催化剂以及制造合成材料的关键原料。

因此,大量研究已经开始寻找有效的方法来制备氢。

一、电解水的方法电解水可以把水分解成氢气和氧气两种气体,这是一种简单有效的制氢方法。

电解反应是一种通过给定电流加热水蒸发时,水分子被电子分裂成氢原子和氧原子的反应过程。

这种反应通过电解单元内的两个钛压板实现,它们分别由一层碳和一层钛构成,它们分别被接在正极和负极上。

当电流流过它们时,正极将水中的氢离开,而负极将水中的氧离开。

二、燃烧反应的方法燃烧反应是一种将某种有机物配合水气转化为氢气的反应。

它通过将一定数量的化合物(如碳氢化合物和烷基化合物)与足够量的氧气混合并在一定温度和压力下燃烧来实现。

燃烧反应可以分解有机物,产出大量氢气和二氧化碳,而生物微处理则可以通常的用于分解废水中的有机物并产生氢气。

三、金属氢化物的方法金属氢化物可以把金属溶解在浓氢溶液中,将金属与氢结合形成金属氢化物,释放出大量氢气。

金属氢化物法是一种用可再生金属制备氢气得到了广泛应用。

这种方法首先将铁或铝等可再生金属溶解在浓氢溶液中,然后将金属溶剂与氢反应,释放出氢气。

本文讨论了三种制氢方法:电解、燃烧反应和金属氢化物法,它们在制备氢气时都有一定的优点,可以根据实际情况选择合适的制氢方法。

制氢的基本原理是给定部分能量使水分子发生析裂,形成氢气和氧气,并且可以利用燃烧反应将有机物与水转化为氢气,最后可以使用金属氢化物法将其转化为可再生的氢气。

综上,科学家可以更好地控制它们,利用能源和资源节约的优势,使氢的利用更加有效率。

制氢的全部方法

制氢的全部方法

制氢的全部方法(总4页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面,使用请直接删除制氢的全部方法一、电解水制氢多采用铁为阴极面,镍为阳极面的串联电解槽(外形似压滤机)来电解苛性钾或苛性钠的水溶液。

阳极出氧气,阴极出氢气。

该方法成本较高,但产品纯度大,可直接生产%以上纯度的氢气。

这种纯度的氢气常供:①电子、仪器、仪表工业中用的还原剂、保护气和对坡莫合金的热处理等,②粉末冶金工业中制钨、钼、硬质合金等用的还原剂,③制取多晶硅、锗等半导体原材料,④油脂氢化,⑤双氢内冷发电机中的冷却气等。

像北京电子管厂和科学院气体厂就用水电解法制氢。

二、水煤气法制氢用无烟煤或焦炭为原料与水蒸气在高温时反应而得水煤气(C+H2O→CO+H2—热)。

净化后再使它与水蒸气一起通过触媒令其中的CO转化成CO2(CO+H2O →CO2+H2)可得含氢量在80%以上的气体,再压入水中以溶去CO2,再通过含氨蚁酸亚铜(或含氨乙酸亚铜)溶液中除去残存的CO而得较纯氢气,这种方法制氢成本较低产量很大,设备较多,在合成氨厂多用此法。

有的还把CO与H2合成甲醇,还有少数地方用80%氢的不太纯的气体供人造液体燃料用。

像北京化工实验厂和许多地方的小氮肥厂多用此法。

三、由石油热裂的合成气和天然气制氢石油热裂副产的氢气产量很大,常用于汽油加氢,石油化工和化肥厂所需的氢气,这种制氢方法在世界上很多国家都采用,在我国的石油化工基地如在庆化肥厂,渤海油田的石油化工基地等都用这方法制氢气也在有些地方采用(如美国的Bay、way和Batan Rougo加氢工厂等)。

四、焦炉煤气冷冻制氢把经初步提净的焦炉气冷冻加压,使其他气体液化而剩下氢气。

此法在少数地方采用(如前苏联的Ke Mepobo工厂)。

五、电解食盐水的副产氢在氯碱工业中副产多量较纯氢气,除供合成盐酸外还有剩余,也可经提纯生产普氢或纯氢。

像化工二厂用的氢气就是电解盐水的副产。

制氢的全部方法

制氢的全部方法

制氢的全部方法一、电解水制氢多采用铁为阴极面,镍为阳极面的串联电解槽(外形似压滤机)来电解苛性钾或苛性钠的水溶液。

阳极出氧气,阴极出氢气。

该方法成本较高,但产品纯度大,可直接生产99.7%以上纯度的氢气。

这种纯度的氢气常供:①电子、仪器、仪表工业中用的还原剂、保护气和对坡莫合金的热处理等,②粉末冶金工业中制钨、钼、硬质合金等用的还原剂,③制取多晶硅、锗等半导体原材料,④油脂氢化,⑤双氢内冷发电机中的冷却气等。

像北京电子管厂和科学院气体厂就用水电解法制氢。

二、水煤气法制氢用无烟煤或焦炭为原料与水蒸气在高温时反应而得水煤气(C+H2O→CO+H2—热)。

净化后再使它与水蒸气一起通过触媒令其中的CO转化成CO2(CO+H2O→CO2+H2)可得含氢量在80%以上的气体,再压入水中以溶去CO2,再通过含氨蚁酸亚铜(或含氨乙酸亚铜)溶液中除去残存的CO而得较纯氢气,这种方法制氢成本较低产量很大,设备较多,在合成氨厂多用此法。

有的还把CO与H2合成甲醇,还有少数地方用80%氢的不太纯的气体供人造液体燃料用。

像北京化工实验厂和许多地方的小氮肥厂多用此法。

三、由石油热裂的合成气和天然气制氢石油热裂副产的氢气产量很大,常用于汽油加氢,石油化工和化肥厂所需的氢气,这种制氢方法在世界上很多国家都采用,在我国的石油化工基地如在庆化肥厂,渤海油田的石油化工基地等都用这方法制氢气也在有些地方采用(如美国的Bay、way和Batan Rougo加氢工厂等)。

四、焦炉煤气冷冻制氢把经初步提净的焦炉气冷冻加压,使其他气体液化而剩下氢气。

此法在少数地方采用(如前苏联的Ke Mepobo工厂)。

五、电解食盐水的副产氢在氯碱工业中副产多量较纯氢气,除供合成盐酸外还有剩余,也可经提纯生产普氢或纯氢。

像化工二厂用的氢气就是电解盐水的副产。

六、酿造工业副产用玉米发酵丙酮、丁醇时,发酵罐的废气中有1/3以上的氢气,经多次提纯后可生产普氢(97%以上),把普氢通过用液氮冷却到—100℃以下的硅胶列管中则进一步除去杂质(如少量N2)可制取纯氢(99.99%以上),像北京酿酒厂就生产这种副产氢,用来烧制石英制品和供外单位用。

制氢的技术路线

制氢的技术路线

制氢的技术路线随着全球能源需求的不断增长和可再生能源的推广应用,制氢作为一种清洁能源具有越来越重要的地位。

制氢的技术路线主要包括化石能源制氢、电解水制氢、光电催化制氢和生物制氢等几种途径。

1. 化石能源制氢化石能源制氢是目前应用最广泛的制氢技术路线之一。

该路线主要通过对天然气、煤炭等化石能源进行加热分解或者气体转化反应,产生氢气。

其中,最常用的方法是甲烷蒸汽重整法,即通过将甲烷与蒸汽反应,生成氢气和二氧化碳。

此外,还可以通过煤炭气化、煤炭燃烧等方式制备氢气。

化石能源制氢技术成熟,但存在着对环境的污染问题。

2. 电解水制氢电解水制氢是一种使用电能将水分解为氢气和氧气的技术路线。

该方法将水置于电解池中,通过加电解离水分子,生成氢气和氧气。

电解水制氢技术具有高纯度氢气产出、无污染排放等优点。

目前,常用的电解水制氢方法有碱性电解法、酸性电解法和固体氧化物电解法。

其中,碱性电解法是应用最广泛的方法,但电解水制氢过程能耗较高,需要大量电能。

3. 光电催化制氢光电催化制氢是一种利用半导体材料的光电化学性质将水分解为氢气和氧气的技术路线。

该方法通过将半导体材料暴露在阳光下,利用光能激发电子,从而促使水分子发生光催化反应,生成氢气。

光电催化制氢技术具有能源效率高、无污染排放等优点,但目前仍面临着催化剂活性低、光电转换效率有限等挑战。

4. 生物制氢生物制氢是一种利用微生物代谢产生氢气的技术路线。

该方法通过利用某些微生物的代谢特性,使其在特定环境下产生氢气。

生物制氢技术具有原料来源广泛、低能耗、无污染等优点。

目前,常用的生物制氢方法有暗发酵法、光合发酵法和光合非硫细菌法等。

生物制氢技术仍处于研究和开发阶段,需要进一步提高产氢效率和催化剂稳定性。

制氢的技术路线主要包括化石能源制氢、电解水制氢、光电催化制氢和生物制氢等几种途径。

每种技术路线都有其优缺点,需要根据实际应用需求和环境因素选择合适的制氢方法。

随着科技的进步和创新,制氢技术将逐渐向更高效、更环保的方向发展,为推动清洁能源产业发展发挥重要作用。

可再生能源制氢

可再生能源制氢

可再生能源制氢氢气是一种重要的燃料物质,在化工生产、冶金工业、汽车运输等方面都有重要用途。

随着化石资源逐渐减少,人类对于清洁能源的需求不断增加。

氢气的制取技术主要包括电解水制氢、生物质制氢和太阳能制氢三种方法。

一.可再生能源法:1、水电解水制氢:电解水的方法主要有两种:一种是将水的化学势降低到一定的水平,使水电极的电极反应活性降低;另一种方法是提高水的电导率的措施。

(1)电解水制备氢气:1原理:利用原电池的原理将水电解成H+和OH-气体,再经过一系列复杂的化学反应得到氢气。

其中阳极是含氧阴离子的电解质溶液,阴离子与金属氧化物作用产生电流;阳离子与酸作用生成H+,同时消耗氧化剂中的O2。

2工艺流程:第一步:首先用盐酸调节PH值至7左右并加入氢氧化钠中和酸性溶液后送入阳极室;第二步:向阳极室内通入氧气和水蒸汽作为还原剂进行还原反应;第三步:通过冷凝器回收未反应的氯化钠及Cl-等杂质气体。

第四部:收集分解产生的二氧化碳和水排出车间外。

(2)太阳能光电转换法制氧:以半导体材料为载体,采用太阳光能转化为电能的过程称为光伏发电技术。

其原理是将太阳辐射能直接转换为电能储存在蓄电池中存储起来供用户使用的一种新型发电技术。

太阳能光伏发电系统主要由太阳能电池板、控制器及逆变器三部分组成,具有安全可靠无污染的特点。

(1)太阳能电池板由多晶硅或非晶硅构成的高效能的光伏组件是用于制造太阳能光伏电池的主要原材料之一。

2单晶硅由于具有高的导电率以及抗机械冲击的能力等优点而广泛应用于各种高科技产品中。

3薄膜型器件有较高的光电效率但成本较高。

4有机材料的吸收率很高且价格较低但其稳定性较差不易大面积应用。

5无机材料的吸收率相对较低但稳定性较好且成本低廉因此得到了广泛的研究和应用。

(6)逆变器它可以将直流电压转换成交流电压并通过控制电路改变输出电压的大小。

(7)控制器它包括微处理器控制系统和输入输出装置两部分。

2微处理器控制系统主要完成对蓄电池充电的控制以及对负载的使用管理。

制氢的技术路线

制氢的技术路线

制氢的技术路线引言:氢气作为一种清洁、高效、可再生的能源,被广泛认为是未来能源体系的重要组成部分。

制氢技术的发展也日益受到关注。

本文将介绍几种常见的制氢技术路线,包括热解、电解和化学反应等方法。

一、热解法热解法是利用高温将水或者其他氢源材料加热分解,产生氢气的方法。

其中最常见的是水热解法,即将水加热至一定温度,使其分解成氢气和氧气。

水热解法具有原料广泛、操作简单等优点,但需要高温和能量消耗较大,同时产生的氧气也需要处理。

除了水热解法,还有一些其他的热解方法,如甲烷热解法和氨热解法等。

二、电解法电解法是利用电能将水或者其他氢源材料分解成氢气和氧气的方法。

常见的电解法主要有碱性电解法和固体氧化物电解法。

碱性电解法是将水或者含水溶液电解成氢气和氧气,其中电解液通常使用氢氧化钾或者氢氧化钠溶液。

固体氧化物电解法是利用高温下固体氧化物电解质的离子传导性质,将水或者水蒸气分解成氢气和氧气。

电解法制氢技术具有高效、环保等优点,但设备成本较高,对电能要求较高。

三、化学反应法化学反应法是利用化学反应使氢源材料产生氢气的方法。

常见的化学反应法有水煤气化法、甲醇重整法和氨解离法等。

水煤气化法是将煤或者其他碳质材料与水蒸气反应,产生一氧化碳和氢气。

甲醇重整法是将甲醇与水蒸气经过催化反应,产生氢气和二氧化碳。

氨解离法是将氨气通过热解或者催化反应分解成氢气和氮气。

化学反应法制氢技术具有原料丰富、反应条件温和等优点,但也存在一些问题,如催化剂的选择和废物处理等。

四、其他方法除了上述的常见制氢技术路线,还有一些其他的方法正在研究和发展中。

例如,光解水法是利用光能将水分解成氢气和氧气。

光解水法具有能源可持续性和环境友好性的优势,但目前仍需要克服光催化剂的稳定性和效率等问题。

此外,生物制氢也是一个备受关注的领域,利用微生物代谢活性产生氢气。

生物制氢具有废物利用、低温条件等优点,但需要克服微生物活性和废物处理等问题。

结论:制氢技术路线多种多样,每种方法都有其优缺点。

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工业制氢方法概述
世界上大多数氢气通过天然气、丙烷、或者石脑油重整制得。

经过高温重整或部分氧化重整,天然气中的主要成分甲烷被分解成 H2、 CO2、CO 。

这种路线占目前工业方法的 80 %, 其制氢产率为 70 %—90 %。

烃类重整制氢技术已经相当成熟,从提高重整效率,增强对负载变换的适应能力,降低生产成本等方面考虑,催化重整技术不断得到发展,产生了不少改进的重整工艺 , 其中包括可再生重整、平板式重整、螺旋式重整、强化燃烧重整等。

煤直接液化工艺中一个重要单元就是的单元就是加氢液化,下面着重介绍几种工业上制氢工艺:
一、烃类蒸汽转化法
蒸汽转化法可以采用从天然气到石油脑的所有轻烃为原料。

主要利用高温下水蒸气和烃类发生反应。

转化生成物主要为氢、一氧化碳和二氧化碳。

该过程需要消耗大量的能量,只不过要脱除或分离二氧化碳是件很麻烦的事,虽然目前分离二氧化碳的方法在不断推出,如变压吸附法( PSA)、吸收法( 包括物理吸收和化学吸收法),低温蒸馏法,膜分离法等等,然而,二氧化碳的处理仍是很费脑筋,若是直接排入大气,势必造成环境污染。

二、烃类分解生成氢气和炭黑的制氢方法
该方法是将烃类分子进行热分解,产物为氢气和炭黑,炭黑可用于橡胶工业及其它行业中,同时避免了二氧化碳的排放。

目前,主要有如下两种方法用于烃类分解制取氢气和炭黑。

( 1 ) 热裂解法:将烃类原料在无氧( 隔绝空气),无火焰的条件下,热分解为氢气和炭黑。

生产装置中可设置两台裂解炉,炉内衬耐火材料并用耐火砖砌成花格成方型通道,生产时,先通入空气和燃料气在炉内燃烧并加热格子砖,然后停止通空气和燃料气,用格子砖蓄存的热量裂解通入的原料气,生成氢气和炭黑,两台炉子轮流进行蓄热和裂解,循环操作,将炭黑与气相分离后气体经提纯后可得纯氢,其中氢含量依原料不同而异,例如原料为天然气,其氢含量可达 85 % 以上。

天然气高温热裂解制氢技术,其主要优点在于制取高纯度氢气的同时,不向大气排放二氧化碳,而是制得更有经济价值、易于储存且可用于未来碳资源的固体碳,减轻了环境的温室效应。

除了间歇反应有人曾做过天然气连续裂解的尝试。

天然气催化裂解可以提高裂解速度,生成的纳米碳也能催化甲烷裂解过程。

甲烷分解反应吸热 kJ/mol,因此最少需要甲烷燃烧( 887kJ/mol ) 的9 % 来提供反应所需热量。

该方法技术较简单 , 经济上也还合适。

( 2 ) 等离子体法:在反应器中装有等离子体炬,提供能量使原料发生热分解。

等离子气是氢气,可以在过程中循环使用,因此,除了原料和等离子体炬所需的电源外不需要额外能量源。

用高温产品加热原料使其达到规定的要求,多余的热量可以用来生成蒸汽。

在规模较大的装置中,用多余的热量发电也是可行的。

由于回收了过程的热量,从而降低了整个过程的能量消耗。

等离子体法原料的适应性强,几乎所有的烃类,从天然气到重质油都可作为制氢原料,原料的改变,仅仅会影响产品中的氢气和炭黑的比例,此外,装置的生产规模可大可小。

三、烃类部分氧化法
该方法是将预热后的烃和不足化学计量的氧通过特制烧嘴喷入气化炉燃烧室,在燃烧室内,无需催化剂,烃类发生部分氧化反应,反应温度 1 250 ~ 1 500 ℃, 压力按后续工艺要求而定 , 通常为 3 ~ 8M P a。

重油是炼油过程中的残余物,市场价值不高,用来制氢却一度显示出其成本优势,近年来重油的用途逐步扩宽,重油制氢成本优势逐步消失,但是在煤化工中还有优势。

重油部分氧化包括碳氢化合物与氧气、水蒸汽反应生成氢气和碳氧化物,该过程在一定的压力下进行,可以采用催化剂,也可以不采用催化剂,这取决于所选原料与过程,催化部分氧化通常是以甲烷或石脑油为主的低碳烃为原料,而非催化部分氧化则以重油为原料,反应温度在 1 150 ~ 1 315 ℃。

与甲烷相比,重油的碳氢比较高,因此重油部分氧化制得的氢气主要来自蒸汽和一氧化碳,其中蒸汽贡献氢气的70%。

与天然气蒸汽转化制氢相比。

重油部分氧化需要空分设备来制备纯氧。

神华煤制氢装置
四、煤气化法制氢
煤气化法按气化炉可分为固定床、沸腾床和气流床三种,按操作的温度条件可分为高温 (≥1 300 ℃ ) 、中温 ( 1 000 ℃左右) 和低温( 70 0 ~ 800 ℃ ) 三种。

从化学平衡观点看 , 高温条件下,更有利于氢和一氧化碳的生成,且不会产生焦油和重质油,甲烷的生成量也低。

煤气化法制氢不仅工艺复杂,能耗相对较高,而且制得的氢含量低,所含杂质的种类较多,需要有效的分离提纯技术与之配合才能得到达到运用标准的高纯氢。

目前煤制氢装置在我国内比较多,主要因为我国煤炭资源丰富。

五、甲醇裂解制氢法
与天然气 ( 甲烷) 制氢相似 , 有三种裂解方法 : 蒸汽转化法 , 部分氧化法和热裂解法。

( 1) 蒸汽转化法:甲醇蒸汽转换法用 Cu - Zn - Cr 催化剂,转化温度 240 ~
260 ℃,压力 0 . 8 ~1 . 0 MPa,反应可在极大空速下进行,原料甲醇几乎可以完全转化为 H2和 CO2。

转化气的典型组成为:氢 73 %~ 75 %, 二氧化碳 2 3 %~ 24 %, 一氧化碳 0 . 8 %~ 1 %。

转化气无需变换只需脱碳即可获得纯氢。

( 2) 甲醇部分氧化法:低温甲醇合成催化剂 Cu - Zn / Al2O3对甲醇部分氧化反应表现出较好的催化活性,甲醇的转化率,氢的产率受温度、接触时间及 O2/ CH3OH比等条件的影响,当氧气的加入最小于反应计量时,该反应就同时发生氧化和分解两个反应。

( 3 ) 甲醇直接热裂解:甲醇直接热裂解是早期的技术,采用 Mo -Ni或 Ni - Al 催化剂,反应温度 400 ~ 500 ℃, 产品主要为 CO 和 H2 , 一次裂解气的组成为 : H2 67 %,CO31 %,CO 22 %,若要制纯氢,还需通过一氧化碳变换和变换气的脱碳,甲烷化纯化工艺过程。

六、水分解法制氢
水分解法制氢是许多年来一直开发不懈的制氢方法 , 且目前世界上有很多种方法将水分解为氢和氧 , 比如直接热解法、热化学分解法和光分解法。

但真正工业化的方法只有电解法。

电解法在已成型的现代工业中,水的电解是在碱溶液中完成的,所用的碱一般是KOH ( 20 %~ 3 0 % ),也有一些电解制氢工厂采用的是与 Fe 或 Ni 共存性好的碱性溶液,此外,杜邦公司还开发了一种含有磺酸基的固体聚合物电解质( S PE),在 S PE 膜两面直
接安排电极 , 阳极产生的 H+离子透过聚合物到达另一面的阴极而成为氢,OH-离子直接在阳极获得电子而成氧。

除了上述工业上制氢工艺方法还有很多在开发的方法和已经开发的方法,比如硫化氢制氢气,既解决了硫化氢的污染又能制得氢气;生物质制氢法可以做到环保可循环制氢;高科技的伽马射线制氢;微生物制氢等。

这些工艺都需要在环保清洁制氢的同时兼顾成本问题。

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