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(jī)） 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(hù)氣和對(duì)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(jī)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(shí)反應(yīng)而得水煤氣 （C+H2®CO+H熱）。 凈化后再使它與水蒸氣一起通過觸媒令其

2、中的 CO轉(zhuǎn)化成CO2（ CO+H2GCO2+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(shí)驗(yàn)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

3、氣也在有些地方采用（如美國的 Bay、way和Batan Rougo加氫工廠等）。四、焦?fàn)t煤氣冷凍制氫把經(jīng)初步提凈的焦?fàn)t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(shí)，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沖上）,把普氫通過用液氮冷卻到一100C以下的硅膠列管中則進(jìn) 一步除去雜質(zhì)（如少量N2）可制取純氫（以上），像北京釀酒廠

4、就生產(chǎn)這種副 產(chǎn)氫，用來燒制石英制品和供外單位用。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(dòng)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(diǎn)。 我國水力

5、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(jìn)行實(shí)驗(yàn)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(shí)，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(duì)用戶的能量供應(yīng) 更為靈活方便。 供電系統(tǒng)在低谷時(shí)富余電能也可用于電解水制氫， 達(dá)到儲(chǔ)能的目 的。我國各種規(guī)模的水電解制氫裝置數(shù)以百計(jì)， 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(kuò)大， 水電解制氫方法 必將得到發(fā)展。2、礦物

6、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(shí)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(duì)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90 - 1000C制取焦碳副產(chǎn)品為焦?fàn)t煤氣。焦?fàn)t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300- 350m3可作為城市煤

7、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(diǎn)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(dá) 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(fèi)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

8、壞等優(yōu)點(diǎn)。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(dá) 50%以上，在唐山劉莊已進(jìn)行工業(yè)性試運(yùn)轉(zhuǎn)，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(jià)氫氣，該法在我 國具有一定開發(fā)前景 我國對(duì)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(jià)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)：

9、CH外 H2SCO H2g H2O>COH HZCnH2hH 2+ Nh2SnCO（ Zh+1 ） HZ反應(yīng)在800-820 C下進(jìn)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(dá) 74%（體積），其生產(chǎn)成本主要取決于原料 價(jià)格，我國輕質(zhì)油價(jià)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(jìn)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料