制氫的全部方法

1、制氫的全部方法一、電解水制氫多采用鐵為陰極面，鎳為陽極面的串聯(lián)電解槽（外形似壓濾機）來電解苛性鉀或苛性鈉的水溶液。陽極出氧氣，陰極出氫氣。該方法成本較高，但產(chǎn)品純度大，可直接生產(chǎn) %以上純度的氫氣。這種純度的氫氣常供：電子、儀器、儀表工業(yè)中用的還原劑、保護氣和對坡莫合金的熱處理等，粉末冶金工業(yè)中制鎢、鉬、硬質(zhì)合金等用的還原劑，制取多晶硅、鍺等半導(dǎo)體原材料，油脂氫化，雙氫內(nèi)冷發(fā)電機中的冷卻氣等。像北京電子管廠和科學(xué)院氣體廠就用水電解法制氫。二、水煤氣法制氫用無煙煤或焦炭為原料與水蒸氣在高溫時反應(yīng)而得水煤氣（ C+H2OCO+H2熱）。凈化后再使它與水蒸氣一起通過觸媒令其中的 CO轉(zhuǎn)化成 CO2（

2、CO+H2O CO2+H2）可得含氫量在 80%以上的氣體，再壓入水中以溶去 CO2，再通過含氨蟻酸亞銅（或含氨乙酸亞銅）溶液中除去殘存的 CO而得較純氫氣，這種方法制氫成本較低產(chǎn)量很大，設(shè)備較多，在合成氨廠多用此法。 有的還把 CO與 H2 合成甲醇，還有少數(shù)地方用 80%氫的不太純的氣體供人造液體燃料用。像北京化工實驗廠和許多地方的小氮肥廠多用此法。三、由石油熱裂的合成氣和天然氣制氫石油熱裂副產(chǎn)的氫氣產(chǎn)量很大，常用于汽油加氫，石油化工和化肥廠所需的氫氣，這種制氫方法在世界上很多國家都采用，在我國的石油化工基地如在慶化肥廠，渤海油田的石油化工基地等都用這方法制氫氣也在有些地方采用（如美國的B

3、ay、way和 Batan Rougo 加氫工廠等）。四、焦爐煤氣冷凍制氫把經(jīng)初步提凈的焦爐氣冷凍加壓， 使其他氣體液化而剩下氫氣。 此法在少數(shù)地方采用 （如前蘇聯(lián)的 Ke Mepobo工廠）。五、電解食鹽水的副產(chǎn)氫在氯堿工業(yè)中副產(chǎn)多量較純氫氣，除供合成鹽酸外還有剩余，也可經(jīng)提純生產(chǎn)普氫或純氫。像化工二廠用的氫氣就是電解鹽水的副產(chǎn)。六、釀造工業(yè)副產(chǎn)用玉米發(fā)酵丙酮、丁醇時，發(fā)酵罐的廢氣中有 1/3 以上的氫氣，經(jīng)多次提純后可生產(chǎn)普氫（ 97%以上），把普氫通過用液氮冷卻到 100以下的硅膠列管中則進一步除去雜質(zhì)（如少量 N2）可制取純氫（ %以上），像北京釀酒廠就生產(chǎn)這種副產(chǎn)氫，用來燒制石英制品

4、和供外單位用。七、鐵與水蒸氣反應(yīng)制氫但品質(zhì)較差，此系較陳舊的方法現(xiàn)已基本淘汰。八、金屬與酸反應(yīng)制氫氣，當(dāng)然，金屬必須是活動性排在氫前的（鉀，鈣，鈉不行），可以用鎂鋁鋅鐵錫鉛。酸不能用硝酸和濃硫酸。工廠生產(chǎn)方法有：1、電解水制氫水電解制氫是目前應(yīng)用較廣且比較成熟的方法之一。水為原料制氫過程是氫與氧燃燒生成水的逆過程，因此只要提供一定形式一定能量，則可使水分解。提供電能使水分解制得氫氣的效率一般在 75-85 ，其工藝過程簡單，無污染， 但消耗電量大，因此其應(yīng)用受到一定的限制。利用電網(wǎng)峰谷差電解水制氫，作為一種貯能手段也具有特點。我國水力資源豐富，利用水電發(fā)電，電解水制氫有其發(fā)展前景。太陽能取之不

5、盡，其中利用光電制氫的方法即稱為太陽能氫能系統(tǒng)，國外已進行實驗性研究。隨著太陽電池轉(zhuǎn)換能量效率的提高，成本的降低及使用壽命的延長，其用于制氫的前景不可估量。同時，太陽能、風(fēng)能及海洋能等也可通過電制得氫氣并用氫作為中間載能體來調(diào)節(jié)，貯存轉(zhuǎn)化能量，使得對用戶的能量供應(yīng)更為靈活方便。供電系統(tǒng)在低谷時富余電能也可用于電解水制氫，達到儲能的目的。我國各種規(guī)模的水電解制氫裝置數(shù)以百計，但均為小型電解制氫設(shè)備，其目的均為制提氫氣作料而非作為能源。隨著氫能應(yīng)用的逐步擴大，水電解制氫方法必將得到發(fā)展。2、礦物燃料制氫以煤、石油及天然氣為原料制取氫氣是當(dāng)今制取氫氣是主要的方法。該方法在我國都具有成熟的工藝，并建有

6、工業(yè)生產(chǎn)裝置。（ 1）煤為原料制取氫氣在我國能源結(jié)構(gòu)中，在今后相當(dāng)長一段時間內(nèi)，煤炭還將是主要能源。如何提高煤的利用效率及減少對環(huán)境的污染是需不斷研究的課題，將煤炭轉(zhuǎn)化為氫是其途徑之一。以煤為原料制取含氫氣體的方法主要有兩種：一是煤的焦化（或稱高溫干餾），二是煤的氣化。焦化是指煤在隔絕空氣條件下，在 901000制取焦碳副產(chǎn)品為焦爐煤氣。焦爐煤氣組成中含氫氣 55-60 （體積）甲烷 23-27 、一氧化碳 6-8 等。每噸煤可得煤氣 300350m3，可作為城市煤氣，亦是制取氫氣的原料。煤的氣化是指煤在高溫常壓或加壓下，與氣化劑反應(yīng)轉(zhuǎn)化成氣體產(chǎn)物。氣化劑為水蒸汽或氧所（空氣），氣體產(chǎn)物中含有

7、氫有等組份，其含量隨不同氣化方法而異。我國有大批中小型合成氫廠，均以煤為原料，氣化后制得含氫煤氣作為合成氨的原料。這是一種具有我國特點的取得氫源方法。采用 OGI 固定床式氣化爐，可間歇操作生產(chǎn)制得水煤氣。該裝置投資小，操作容易，其氣體產(chǎn)物組成主要是氫及一氧化碳，其中氫氣可達 60以上，經(jīng)轉(zhuǎn)化后可制得純氫。采用煤氣化制氫方法，其設(shè)備費占投資主要部分。煤地下氣化方法近數(shù)十年已為人們所重視。地下氣化技術(shù)具有煤 資源利用率高及減少或避免地表環(huán)境破壞等優(yōu)點。中國礦業(yè)大學(xué)余力等開發(fā)并完善了 長通道、大斷 面、兩階段地下煤氣化 生產(chǎn)水煤氣的新工藝，煤氣中氫氣含量達 50以上，在唐山劉莊已進行工業(yè)性試運轉(zhuǎn)，

8、可日產(chǎn)水煤氣 5 萬 m3，如再經(jīng)轉(zhuǎn)化及變壓吸附法提純可制得廉價氫氣，該法在我國具有一定開發(fā)前景我國對煤制氫技術(shù)的掌握已有良好的基礎(chǔ)，特別是大批中小型合成氨廠的制氫裝置遍布各地，為今后提供氫源創(chuàng)造了條件。我國自行開發(fā)的地下煤氣化制水煤氣獲得廉價氫氣的工藝已取得 階段成果，具有開發(fā)前景，值得重視。（ 2）以天然氣或輕質(zhì)油為原料制取氫氣該法是在催化劑存在下與水蒸汽反應(yīng)轉(zhuǎn)化制得氫氣。主要發(fā)生下述反應(yīng)：CH4 H2OCOH2COH2OCOZHZCnH2h2Nh2O nCO（ Zhl ）HZ反應(yīng)在 800-820下進行。 從上述反應(yīng)可知， 也有部分氫氣來自水蒸汽。 用該法制得的氣體組成中，氫氣含量可達 74（體積），其生產(chǎn)成本主要取決于原料價格，我國輕質(zhì)油價格高，制氣成本貴，采用受到限制。大多數(shù)大型合成氨合成甲醇工廠均采用天然氣為原料，催化水蒸汽轉(zhuǎn)化制氫的工藝。我國在該領(lǐng)域進行了大量有成效的研究工作，并建有大批工業(yè)生產(chǎn)裝置。我國曾開發(fā)采用間歇式天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化制氫工藝，制取小型合成氨廠的原料，這種方法不必用采高溫合金轉(zhuǎn)化爐，裝置投資成本低。以石油及天然氣為原料制氫的工藝已十分成熟，但因受原料的限制目前主要用于制取化工原料。（ 3）以重油為原料部分氧化法制取氫氣重油原