工業如何製氫,工業是如何生產氫氣的

2022-03-04 09:31:31 字數 4926 閱讀 8014

1樓:匿名使用者

工業製氫的主要方法有以下四種:

1) 天然氣(含石腦油、重油、煉廠氣和焦爐氣等)蒸汽轉化製氫;

2) 煤(含焦炭和石油焦等)轉化製氫;

3) 甲醇或氨裂解製氫;

4) 水電解製氫。

幾種氫氣生產方法的氫氣成本和適合的規模如下:

序號 工藝路線 氫氣成本 通常的適合規模

1 天然氣蒸汽轉化 0.8~1.5 元/nm3 200~20x104

2 石腦油蒸汽轉化 0.7~1.6 元/nm3 500~20x104

3 甲醇裂解 1.8~2.5 元/nm3 50~500 nm3

4 液氨裂解 2.0~2.5 元/nm3 10-200

5 水電解 3 .0~4.0 元/nm3 10-200

6 煤炭氣化 0.6~1.2 元/nm3 1000~20x104

2樓:凱德利冷水機廠

工業製氫裝置冷卻系統,冷水機裝置成本我清楚!

工業是如何生產氫氣的

3樓:匿名使用者

工廠生產方法有:

1、電解水製氫.

水電解製氫是目前應用較廣且比較成熟的方法之一。水為原料製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,無汙染,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製氫,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,電解水製氫有其發展前景。太陽能取之不盡,其中利用光電製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,其用於製氫的前景不可估量。同時,太陽能、風能及海洋能等也可通過電制得氫氣並用氫作為中間載能體來調節,貯存轉化能量,使得對使用者的能量**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製氫,達到儲能的目的。

我國各種規模的水電解製氫裝置數以百計,但均為小型電解製氫裝置,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,水電解製氫方法必將得到發展。

2、礦物燃料製氫

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汙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(或稱高溫乾餾),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,可間歇操作生產制得水煤氣。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。採用煤氣化製氫方法,其裝置費佔投資主要部分。

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,在唐山劉莊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.我國對煤製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製氫裝置遍布各地,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制得氫氣。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。用該法制得的氣體組成中,氫氣含量可達74%(體積),其生產成本主要取決於原料**,我國輕質油**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,催化水蒸汽轉化製氫的工藝。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製氫工藝,製取小型合成氨廠的原料,這種方法不必用採高溫合金轉化爐,裝置投資成本低。

以石油及天然氣為原料製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制取氫氣

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制得含氫

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**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。

4樓:匿名使用者

現在工業主研方向為用太陽能在催化劑的參與下分解水,電解的成本太高了

不過用太陽能的方法還不成熟

工業上怎麼製取氫氣?

5樓:匿名使用者

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樓:___耐撕

工業上製取氫氣方法:

1、水煤氣法(主要成分co和h2),用炭和水在高溫條件下反應生成一氧化碳和氫氣,反應方程式如下:

2、電解水的方法制氫氣,通電條件下電解水,生成氧氣和氫氣,反應方程式如下:

3、電解飽和食鹽水,氯化鈉和水在通電的條件下,生成氫氧化鈉、氫氣和氧氣,反應方程式如下:

電解水通常是指含鹽(如氯化鈉)的水經過電解之後所生成的產物。電解過後的水本身是中性,可以加入其他離子,或者可經過半透膜分離而生成兩種性質的水。

其中一種是鹼性離子水,另一種是酸性離子水。以氯化鈉為水中所含電解質的電解水,在電解後會含有氫氧化鈉、次氯酸與次氯酸鈉(如果是純水經過電解,則只會產生氫氧根離子、氫氣、氧氣與氫離子)。

7樓:匿名使用者

一、電解水製氫

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粉末冶金工業中製鎢、鉬、硬質合金等用的還原劑,③製取多晶矽、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製氫。

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而得水煤氣(c+h2o→co+h2—熱)。淨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,這種方法製氫成本較低產量很大,裝置較多,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製氫

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,這種製氫方法在世界上很多國家都採用,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

也在有些地方採用(如美國的bay、way和batan rougo加氫工廠等)。

四、焦爐煤氣冷凍製氫

把經初步提淨的焦爐氣冷凍加壓,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。

六、釀造工業副產

用玉公尺發酵丙酮、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℃以下的矽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,用來燒製石英製品和供外單位用。

七、鐵與水蒸氣反應製氫

但品質較差,此係較陳舊的方法現已基本淘汰。

參考資料

8樓:小傻呆呆

工業上製取氫氣的主要方法:

①電解法 將水電解得氫氣和氧氣。氯鹼工業電解食鹽溶液製取氯氣、燒鹼時也副產氫氣。電解法能得到純氫,但耗電量很高,每生產氫氣1m3,耗電量達21.

6~25.2mj。化學方程式:

2h2o=通電=2h2↑+o2↑

②烴類裂解法 此法得到的裂解氣含大量氫氣,其含量視原料性質及裂解條件的不同而異。裂解氣深冷分離得到純度90%的氫氣,可作為工業用氫,如作為石油化工中催化加氫的原料。

③烴類蒸汽轉化法 烴類在高溫和催化劑存在下,可與水蒸氣作用製成含氫的合成氣。為了從合成氣中得到純氫,可採用分子篩通過變壓吸附除去其他氣體;也可採用膜分離得到純氫;用金屬鈀吸附氫氣,可分離出氫氣體積達金屬的1000倍。

④煉廠氣 石油煉廠生產過程中產生的各種含氫氣體,如催化裂化、催化重整、石油焦化等過程產生的含氫氣體,以及焦爐煤氣(含氫45%~60%)經過深冷分離,可得純度較高的工業氫氣。

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