㈠ 氫氣製作方法
製取方法
實驗室製法
1.用鋅與稀硫酸反應
Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑
注意:這里不用鹽酸是因為鹽酸反應會揮發出氯化氫氣體,製得的氣體含有氯化氫雜質。
2.用鋁和氫氧化鈉反應製取
2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑
3.金屬氫化物和水反應
NaH+H₂O=NaOH+H₂↑
工業製法
一、電解水制氫 多採用鐵為陰極面,鎳為陽極面的串聯電解槽(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,但產品純度大,可直接生產99.7%以上純度的氫氣。這種純度的氫氣常供:①電子、儀器、儀表工業中用的還原劑、保護氣和對坡莫合金的熱處理等,②粉末冶金工業中制鎢、鉬、硬質合金等用的還原劑,③製取多晶硅、鍺等半導體原材料,④油脂氫化,⑤雙氫內冷發電機中的冷卻氣等。像北京電子管廠和科學院氣體廠就用水電解法制氫。利用電解飽和食鹽水產生氫氣
如2NaCl+2H₂O=電解=2NaOH+Cl₂↑+H₂↑
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而得水煤氣(C+H₂O→CO+H₂—熱)。凈化後再使它與水蒸氣一起通過觸媒令其中的CO轉化成CO₂(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量很大,設備較多,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 石油熱裂副產的氫氣產量很大,常用於汽油加氫,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採用,在中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 也在有些地方採用(如美國的Bay、way和Batan Rougo加氫工廠等)。
四、焦爐煤氣冷凍制氫 把經初步提凈的焦爐氣冷凍加壓,使其他氣體液化而剩下氫氣。此法在少數地方採用(如前蘇聯的Ke Mepobo工廠)。
五、電解食鹽水的副產氫 在氯鹼工業中副產多量較純氫氣,除供合成鹽酸外還有剩餘,也可經提純生產普氫或純氫。像化工二廠用的氫氣就是電解鹽水的副產。
利用電解飽和食鹽水產生氫氣
如2NaCl+2H₂O=電解=2NaOH+Cl₂↑+H₂↑
六、釀造工業副產
用玉米發酵丙酮、丁醇時,發酵罐的廢氣中有1/3以上的氫氣,經多次提純後可生產普氫(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(如少量N2)可製取純氫(99.99%以上),像北京釀酒廠就生產這種副產氫,用來燒制石英製品和供外單位用。
七、鐵與水蒸氣反應制氫
但品質較差,此系較陳舊的方法現已基本淘汰
其他
工業上用水和紅熱的碳反應
C+H₂O=高溫=CO+H₂
用鋁和氫氧化鈉反應製取
2Al+2NaOH+6H₂O=2Na[Al(OH)₄]+3H₂↑
製取氫氣的新方法
1.用氧化亞銅作催化劑並用紫外線照射從水中製取氫氣。
2.用新型的鉬的化合物做催化劑從水中製取氫氣。
3.用光催化劑反應和超聲波照射把水完全分解的方法。
4.陶瓷跟水反應製取氫氣。
5.生物質快速裂解油製取氫氣。
6.從微生物中提取的酶制氫氣。
7.用細菌製取氫氣。
8.用綠藻生產氫氣。
9.有機廢水發酵法生物制氫氣。
10.利用太陽能從生物質和水中製取氫氣。
利用太陽能從生物質和水中製取氫氣是最佳的製取氫氣的方法。理由是太陽能能量巨大、取之不盡、用之不竭、而且清潔、無污染、不需要開采、運輸。怎樣製取氫氣的成本就大大降低。
11.用二氧化鈦作催化劑,在激光的照射下,讓水分解成氫氣和氧氣.
12.硼和水在高溫下反應製取氫氣,化學方程式為2B+6H₂O=高溫=2B(OH)₃+3H₂↑
㈡ 怎樣制氫氣成本最低
賣氫氣球的那些人是買的灌裝的氫氣啊 在家的話 最好的只有電解水了
㈢ 0.5mol氫氣的質量是多少
在標准狀態下,0.5mol氫氣的體積是11.2l,質量是1g,分子數是0.5na。
常溫常壓下,氫氣是一種極易燃燒,無色透明、無臭無味的氣體。氫氣是世界上已知的密度最小的氣體,所以氫氣可作為飛艇、氫氣球的填充氣體(由於氫氣具有可燃性,安全性不高,飛艇現多用氦氣填充)。氫氣是相對分子質量最小的物質,主要用作還原劑。
工業上一般從天然氣或水煤氣制氫氣,而不採用高耗能的電解水的方法。製得的氫氣大量用於石化行業的裂化反應和生產氨氣。
性質:
氫氣常溫下性質穩定,在點燃或加熱的條件下能多跟許多物質發生化學反應。
①可燃性(可在氧氣中或氯氣中燃燒):2h2+o2=點燃=2h2o(化合反應)
②還原性(使某些金屬氧化物還原):h2+cuo=加熱=cu+h2o(置換反應)
氫與碳形成的化合物,由於其與生物的關系,通常被稱為有機物。
用途:
工業用途:
1、氫是主要的工業原料,也是最重要的工業氣體和特種氣體,在石油化工、電子工業、冶金工業、食品加工、浮法玻璃、精細有機合成、航空航天等方面有著廣泛的應用;在玻璃製造的高溫加工過程及電子微晶元的製造中,在氮氣保護氣中加入氫以去除殘余的氧;在石化工業中,需加氫通過去硫和氫化裂解來提煉原油。
2、氫的另一個重要的用途是對人造黃油、食用油、洗發精、潤滑劑、家庭清潔劑及其它產品中的脂肪氫化。由於氫的高燃料性,航天工業使用液氫作為燃料。
3、用作合成氨、合成甲醇、合成鹽酸的原料,冶金用還原劑,石油煉制中加氫脫硫劑等。
行業應用:
核研究、氘核加速器的轟擊粒子、示蹤劑、可以做氣相色譜氫焰化驗原料、密度小充探空氣球、新型的高能燃料(驅動火箭)、冶煉金屬鎢、鉬等,還有石油精煉、浮法玻璃、電子、食品、飲水、化工生產、航天、汽車業等行業。
㈣ 怎樣製造氫氣
工廠生產方法有:
1、電解水制氫.
水電解制氫是目前應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。提供電能使水分解製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,因此其應用受到一定的限制。利用電網峰谷差電解水制氫,作為一種貯能手段也具有特點。我國水力資源豐富,利用水電發電,電解水制氫有其發展前景。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,國外已進行實驗性研究。隨著太陽電池轉換能量效率的提高,成本的降低及使用壽命的延長,其用於制氫的前景不可估量。同時,太陽能、風能及海洋能等也可通過電製得氫氣並用氫作為中間載能體來調節,貯存轉化能量,使得對用戶的能量供應更為靈活方便。供電系統在低谷時富餘電能也可用於電解水制氫,達到儲能的目的。我國各種規模的水電解制氫裝置數以百計,但均為小型電解制氫設備,其目的均為制提氫氣作料而非作為能源。隨著氫能應用的逐步擴大,水電解制氫方法必將得到發展。
2、礦物燃料制氫
以煤、石油及天然氣為原料製取氫氣是當今製取氫氣是主要的方法。該方法在我國都具有成熟的工藝,並建有工業生產裝置。
(1)煤為原料製取氫氣
在我國能源結構中,在今後相當長一段時間內,煤炭還將是主要能源。如何提高煤的利用效率及減少對環境的污染是需不斷研究的課題,將煤炭轉化為氫是其途徑之一。
以煤為原料製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90-1000℃製取焦碳副產品為焦爐煤氣。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300-350m3,可作為城市煤氣,亦是製取氫氣的原料。煤的氣化是指煤在高溫常壓或加壓下,與氣化劑反應轉化成氣體產物。氣化劑為水蒸汽或氧所(空氣),氣體產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,氣化後製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。採用OGI固定床式氣化爐,可間歇操作生產製得水煤氣。該裝置投資小,操作容易,其氣體產物組成主要是氫及一氧化碳,其中氫氣可達60%以上,經轉化後可製得純氫。採用煤氣化制氫方法,其設備費占投資主要部分。煤地下氣化方法近數十年已為人們所重視。地下氣化技術具有煤 資源利用率高及減少或避免地表環境破壞等優點。中國礦業大學餘力等開發並完善了"長通道、大斷 面、兩階段地下煤氣化"生產水煤氣的新工藝,煤氣中氫氣含量達50%以上,在唐山劉庄已進行工業性試運轉,可日產水煤氣5萬m3,如再經轉化及變壓吸附法提純可製得廉價氫氣,該法在我國具有一定開發前景.我國對煤制氫技術的掌握已有良好的基礎,特別是大批中小型合成氨廠的制氫裝置遍布各地,為今後提供氫源創造了條件。我國自行開發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,具有開發前景,值得重視。
(2)以天然氣或輕質油為原料製取氫氣
該法是在催化劑存在下與水蒸汽反應轉化製得氫氣。主要發生下述反應:
CH4+H2O→CO+H2
CO+H2O→COZ+HZ
CnH2h+2+Nh2O→nCO+(Zh+l)HZ
反應在800-820℃下進行。從上述反應可知,也有部分氫氣來自水蒸汽。用該法製得的氣體組成中,氫氣含量可達74%(體積),其生產成本主要取決於原料價格,我國輕質油價格高,制氣成本貴,採用受到限制。大多數大型合成氨合成甲醇工廠均採用天然氣為原料,催化水蒸汽轉化制氫的工藝。我國在該領域進行了大量有成效的研究工作,並建有大批工業生產裝置。我國曾開發採用間歇式天然氣蒸汽轉化制氫工藝,製取小型合成氨廠的原料,這種方法不必用采高溫合金轉化爐,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於製取化工原料。
(3)以重油為原料部分氧化法製取氫氣
重油原料包括有常壓、減壓渣油及石油深度加工後的燃料油,重油與水蒸汽及氧氣反應製得含氫
氣體產物。部分重油燃燒提供轉化吸熱反應所需熱量及一定的反應溫度。該法生產的氫氣產物成本
中,原料費約佔三分之一,而重油價格較低,故為人們重視。我國建有大型重油部分氧化法制氫裝置,用於製取合成氫的原料。
㈤ 氫氣是怎麼製成的
1.在一個直徑7.5厘米的玻璃杯中加入三分之四的水。
2.在水中加入一勺鹽。鹽可以幫助導電(盡管由於加入氯化物電解過程中會產生氯氣,但是只要電流不是很大,那麼雜質氣體的量也不會很多)。
3.用一個紙板蓋住玻璃杯。然後在紙板上間隔5厘米左右的分別插入兩根30到60厘米長的電線,並且讓電線的5到7厘米長的部分沒入水中。
4.將電線的另一端和9伏電源的正負兩極分別相連。很快你就會看到在水中的電線附近會有氣泡產生,氫氣在負極產生,氧氣在正極產生。
5.如果想要制備大量的氫氣或氧氣,那麼你可以視情況進行下面的步驟,否則只到第5步就可以了。你需要准備一個小容器(注射器最好)以及可以把容器倒置固定的東西(通常用膠帶)。
6.把小容器沉沒到玻璃杯中。不要把小杯子從水裡拿出或者讓小杯子的口朝上,而是讓小容器倒置,使小容器的口和大杯的底部接觸 (如果使用注射器的話,那麼只需要把注射器前端小口插入水中,然後拉出芯桿,吸滿水即可,之後直接跳到第9步)。
7.慢慢把小杯子向上拉,但不要離開水面。最後的效果是,小杯子突出在水面上,並且裡面裝滿了水(壓力的作用使得水留在了小杯子裡面)。
8.用膠帶、鉗子等固定住小杯子。
9.把電線的正負極插入進小容器中。
10.當小容器里充滿氣體之後,就可以移開了。在玻璃製造的高溫加工過程及電子微晶元的製造中,在氮氣保護氣中加入氫以去除殘余的氧。
4、用作合成氨、合成甲醇、合成鹽酸的原料,冶金用還原劑。
5、由於氫的高燃料性,航天工業使用液氫作為燃料。僅供參考哦
㈥ 工業上怎麼製取氫氣
氫氣工業製作法:
1、水煤氣法(主要成分CO和H₂,C+H₂O==高溫==CO+H₂)
2、電解水的方法制氫氣(2H₂O==通電==O₂↑+2H₂↑)
3、電解飽和食鹽水(2NaCl+2H₂O==通電==2NaOH+H₂↑+Cl₂↑)
(6)平煤股份氫氣產量擴展閱讀:
氫氣無色、無嗅、無毒、易燃易爆的氣體,和氟氣、氯氣、氧氣、一氧化碳以及空氣混合均有爆炸的危險,其中,氫氣與氟氣的混合物在低溫和黑暗環境就能發生自發性爆炸,與氯氣的混合體積比為1:1時,在光照下也可爆炸。
氫氣由於無色無味,燃燒時火焰是透明的,因此其存在不易被感官發現,在許多情況下向氫氣中加入有臭味的乙硫醇,以便使嗅覺察覺,並可同時賦予火焰以顏色。
氫氣雖無毒,在生理上對人體是惰性的,但若空氣中氫氣含量增高,將引起缺氧性窒息。與所有低溫液體一樣,直接接觸液氫將引起凍傷。液氫外溢並突然大面積蒸發還會造成環境缺氧,並有可能和空氣一起形成爆炸混合物,引發燃燒爆炸事故。
與空氣混合能形成爆炸性混合物,遇熱或明火即會發生爆炸。氣體比空氣輕,在室內使用和儲存時,漏氣上升滯留屋頂不易排出,遇火星會引起爆炸。氫氣與氟、氯、溴等鹵素會劇烈反應。
氫氣因為是易燃壓縮氣體,故應儲存於陰涼、通風的倉間內。倉內溫度不宜超過30℃。遠離火種、熱源。防止陽光直射。應與氧氣、壓縮空氣、鹵素(氟氣、氯氣、溴)、氧化劑等分開存放。切忌混儲混運。
儲存間內的照明、通風等設施應採用防爆型,開關設在倉外,配備相應品種和數量的消防器材。禁止使用易產生火花的機械設備工具。驗收時要注意品名,注意驗瓶日期,先進倉的先發用。搬運時輕裝輕卸,防止鋼瓶及附件破損。
㈦ 工業生產氫氣的主要方法以及他們生產量的份額
⒈ 工業氫氣生產方法:
⑴由煤和水生產氫氣(生產設備煤氣發生設備,專變壓吸附設備)←主要
⑵有裂化石屬油氣生產(生產設備裂化設備,變壓吸附設備,脫碳設備)←主要
⑶電解水生產(生產設備電解槽設備)
⑷工業廢氣。
⒉民用氫氣生產方法:
⑴氨分解(生產設備汽化爐,分解爐,變壓吸附設備)
⑵由活撥金屬與酸(生產設備不銹鋼或玻璃容器設備)
⑵強鹼與鋁或硅(生產設備充氫氣球機設備)一般生產氫氣球都用此方法。
⒊試驗室氫氣生產方法:
鹽酸與鋅粒(生產設備啟普發生器)
㈧ 如何計算電解生活污水過程中的氫氣產量
水分解不是自發過程,需要加入能量,如水的電解。氧氣和氫氣能變成水可以是自發過程,氫氣燃燒產物就是水。 水(H2O)被直流電電解生成氫氣和氧氣的過程被稱為電解水,電流通過水(H2O)時,在陰極通過原水形成氫氣(H2)。在陽極則通過氧化水形成氧氣(O2),氫氣生成量大約是氧氣的兩倍,電解水是取代蒸汽重整制氫的下一代制備氫燃料方法。 水電解制氫裝置 the installation of hydrogen gas proced by electro1ysising water以水為原料,由水電解槽、氫(氧)氣液分離器、氫(氧)氣冷卻器、氫(氧)氣洗滌器等設備組合的統稱。水電解制氫是一種較為方便的方法。在充滿氫氧化鉀或氫氧化鈉的電解槽中通入直流電,水分子在電極上發生電化學反應,分解成氫氣和氧氣。其化學反應式如下 :陰 極:2H2O+2e H2↑ +2OH- 陽 極: 2OH—2e H2O+1/2O2↑ 總反應式:2H2O = 2 H2↑+ O2↑ 根據法拉弟定律,氣體產量與電流成正比,與其它因素無關。氫氧化鉀的作用在於增加水的電導,本身不參加電解反應,理論上是不消耗的。電解液中加入五氧化二礬的作用是在於降低電解電壓。單位氣體產量的電耗,取決於電解電壓,電解槽的工作溫度越高,電解電壓越低,同時也增加了對電解槽材料,主要是隔膜材料的腐蝕。石棉在鹼液中長期使用溫度不能超過100℃,因此操作溫度選擇在80~85℃為宜。電解壓力的選擇主要根據用氫的需要。氣體純度決定於制氫機結構和操作情況。在設備完好(主要是電解槽隔膜無損壞)操作壓力正常(主要是壓差控制正常)的條件下,純度是穩定的。