五種氣體常規(guī)與非常規(guī)制法歸納

PAGEPAGE1五種氣體常規(guī)與非常規(guī)制法歸納氣體是指在標準溫度和壓力（STP）下是氣態(tài)的物質，也是現(xiàn)代社會中非常重要的產(chǎn)業(yè)中間體，廣泛應用于冶金、石油化工、電力、民用和高科技等各領域。氣體的生產(chǎn)和制備方法有很多種，按照氣體的性質、工藝流程、能源來源等不同標準，可以將其分為常規(guī)制法和非常規(guī)制法。本文將從氣體制備方法出發(fā)，介紹五種常規(guī)和非常規(guī)的氣體制備方法，以期對該領域的學習、生產(chǎn)和應用有所幫助。一、常規(guī)氣體制備法常規(guī)氣體制備法是指通過常規(guī)方法，包括化學反應、物理處理和空氣分離等，來制備氮氣、氫氣、氧氣、氬氣等工業(yè)中比較常見的氣體。以下是五種常規(guī)氣體制備法：1.氧氣的物理制法氧氣是一種無色、無味、可燃性較好的氣體，廣泛應用于多個領域中?？梢酝ㄟ^空氣的物理吸附、分子篩和空分技術等方法來制造氧氣。其中，空氣物理吸附法是最為常見的生產(chǎn)氧氣的方法。該方法采用分子篩等介質，利用吸附物對氮氣的分子篩分離效應，將空氣分離成氧氣和氮氣兩種氣體。氧氣只有1%的體積分數(shù)，其余部分為氮氣。該法產(chǎn)氧氣具有體積小、重量輕、使用方便等優(yōu)點。2.氣態(tài)制程法氣態(tài)制程法是指通過加熱木材等有機原料制取一氧化碳和氫氣，然后將其經(jīng)過加壓和加熱反應制成合成氣，再經(jīng)過特定的反應生成氫氣和氮氣的方法。該法生產(chǎn)的氣體成分主要是氫氣和一氧化碳，適用于工業(yè)中生產(chǎn)甲醇、氨、合成油等的中間環(huán)節(jié)，具有成本低、適應性廣等特點。3.氮氣的空氣分離法氮氣是一種廣泛使用的氣體，在制備合成氨、電子制造等領域應用廣泛。常規(guī)的制備方法是通過空氣分離獲得?？諝庵泻?8%的氮氣、21%的氧氣和1%的稀有氣體，利用空氣分離技術，如壓縮、冷卻、分離膜等，將空氣分離成氧氣和氮氣兩種氣體。該法可獲得高品質的氮氣，具有體積小、重量輕、使用方便等優(yōu)點。4.液化空氣法通過液化空氣法生產(chǎn)氧氣、氦氣、氮氣等氣體是一種常見的工藝流程。該方法是將空氣經(jīng)過壓縮、冷卻、解決反應等處理后，將其中的氧氣、氮氣、稀有氣體爑入分別分離出來，并且根據(jù)氣體的沸點不同，采用復益蒸餾的方式進行分離和加工，最終得到氧氣、氮氣、氦氣等氣體。該法生產(chǎn)的氣體可以純度高、成本適中。5.石墨爐還原法石墨爐還原法是一種制備氫氣的方法，主要是利用石墨和金屬氫化物作為原材料，通過還原反應得到氫氣和一定的殘留物質。該法生產(chǎn)的產(chǎn)物純度高，但會產(chǎn)生大量的殘?zhí)课镔|，需要進行妥善處理，不然會對環(huán)境造成極大污染。二、非常規(guī)氣體制備法隨著科技發(fā)展和新材料的發(fā)明，氣態(tài)生產(chǎn)也不斷涌現(xiàn)新的非常規(guī)制備方法，例如煤制氣、生物質氣化、石墨烯加氫反應等等。這些方法生產(chǎn)的氣體符合可持續(xù)性發(fā)展、環(huán)保、高效等模式，是氣態(tài)生產(chǎn)領域未來的發(fā)展趨勢。1.煤制氣法煤制氣是一種非常規(guī)氣體制備方法，主要利用先進的煤氣化技術，將煤炭和其他固體物質熱分解，得到大量的氣態(tài)碳氫化合物，如氣態(tài)烷烴、炔烴、二氧化碳等，再根據(jù)需要進一步加工，得到合成氣、燃料氣等氣體。該方法生產(chǎn)的氣體具有廣泛的應用價值，在工業(yè)生產(chǎn)中有著重要的應用。2.生物質氣化法生物質氣化是一種利用生物原料制造氣態(tài)物質的技術，這些原料包括木材、垃圾、廢棄農(nóng)作物等。該法先將原料切碎成較小的粒度，然后將原料制成干燥的顆粒狀，再施加高溫和高壓，將其熱分解后得到一些氣態(tài)烷烴和化學物質。該氣體可以廣泛運用于發(fā)電、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、烹飪等領域，具有可再生、生態(tài)環(huán)境友好等優(yōu)點。3.石墨烯加氫反應法石墨烯加氫反應是一種新型的合成氫氣方法，該方法通過固體催化劑將甲醇等有機化合物進行加氫反應，產(chǎn)生低溫合成氫。與常規(guī)方法相比，它不需要溶劑和催化劑，消耗更少的能源，原料轉化率更高，環(huán)保效果更顯著，適用于氫氣的生產(chǎn)與儲藏。4.光電化學制氫法光電化學制氫法是一種新型的氫氣制備方法。這種方法使用太陽能和光導材料，將光能和光化學能轉化為氫能，在光電催化器的作用下進行水的分解反應。該方法具有環(huán)保、可持續(xù)性發(fā)展等優(yōu)點。5.微波等離子體技術微波等離子體技術是一種創(chuàng)新的制氣方法，利用微波等離子體將氣態(tài)物質加熱達到解離變化的狀態(tài)，從而產(chǎn)生気態(tài)烷烴和化學物質。該方法具有大范圍廢氣處理、生物