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工业制氢气的方法 电解水化学反应

  日期:2022-06-10 15:07:54  浏览量:537   移动端
导读:由于氢气是一种重要的清洁能源,被广泛地应用到工业上。工业上制氢气的方法有很多,常用的有电解水制氢、水煤气法制氢、天然气制

由于氢气是一种重要的清洁能源,被广泛地应用到工业上。工业上制氢气的方法有很多,常用的有电解水制氢、水煤气法制氢、天然气制氢、焦炉煤气冷冻制氢等方法。本文将详细介绍。


一、电解水制氢

电解水制氢是一种较为方便的制取氢气的方法。水为原料制氢过程是氢与氧燃烧生成水的逆过程,因此只要提供一定形式、一定能量,则可使水分解。提供电能使水分解制得氢气的效率一般在75-85%,其工艺过程简单,无污染,被广泛应用。我国各种规模的电解水制氢装置数以百计,但均为小型电解制氢设备,其目的均为制提氢气作料而非作为能源。随着氢能应用的逐步扩大,电解水制氢方法必将得到发展。

电解水化学反应为:2H2 2H2↑+ O


二、水煤气法制氢

工业上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%氢供人造液体燃料用。


三、以天然气或轻质油为原料制氢

该法是在催化剂存在下与水蒸汽反应转化制得氢气。主要发生下述反应:CH4+H2O→CO+H2,CO+H2O→COZ+HZ,CnH2h+2+Nh2O→nCO+(Zh+l)HZ,从上述反应可知,也有部分氢气来自水蒸汽。用该法制得的气体组成中,氢气含量可达74%(体积),其生产成本主要取决于原料价格,我国轻质油价格高,制气成本贵,采用受到限制。大多数大型合成氨合成甲醇工厂均采用天然气为原料,催化水蒸汽转化制氢的工艺。


四、焦炉煤气冷冻制氢

工业上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、电解食盐水制氢 

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。

利用电解饱和食盐水产生氢气:如2NaCl+2H2O=电解=2NaOH+Cl2↑+H2↑


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