氫燃料設備的生產工藝有哪些

⑴ 氫氣有哪些製取方法

煤制氫、生物制氫、電解水、烴類制氫。

⑵ 生產氫燃料電池的企業都有那些

002274
華昌化工
硼氫化鈉是氫能源電池的最主要原料

⑶ 生產氫工藝方法優缺點比較

l、氫的產生途徑
1.1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。
1．2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。
1．3生物質制氫
生物質資源豐富，是重要的可再生能源。生物質可通過氣化和微生物制氫。
（1）生物質氣化制氫
將生物質原料如薪柴、麥秸、稻草等壓製成型，在氣化爐（或裂解爐）中進行氣化或裂解反應可製得含氫燃料。我國在生物質氣化技術領域的研究已取得一定成果，在國外，由於轉化技術的提高，生物質氣化已能大規模生產水煤氣，其氫氣含量大大提高。
（2）微生物制氫
微生物制氫技術亦受人們的關注。利用微生物在常溫常壓下進行酶催反應可製得氫氣。生物質
產氫主要有化能營養微生物產氫和光合微生物產氫兩種。屬於化能營養微生物的是各種發酵類型的
一些嚴格厭氧菌和兼性厭氧菌）發酵微生物放氫的原始基質是各種碳水化合物、蛋白質等。目前已有
利用碳水化合物發酵制氫的專利，並利用所產生的氫氣作為發電的能源。光合微生物如微型藻類和
光合作用細菌的產氫過程與光合作用相聯系，稱光合產氫。
1．4其它合氫物質制氫
國外曾研究從硫化氫中製取氫氣。我國有豐富的H25資源，如河北省趙蘭庄油氣田開採的天然氣中H多含量高達90％以上，其儲量達數千萬噸，是一種寶貴資源，從硫化氫中制氫有各種方法，我國在90年代開展了多方面的研究，各種研究結果將為今後充分合理利用寶貴資源，提供清潔能源及
化工原料奠定基礎。

⑷ 生產氫燃料電池的企業有哪些

比較出名的有美國通用電氣公司（燃料電池產生，為NASA研製的空間電源），巴拉德動力內系統公司（歷史悠容久，專業研究，加拿大國防部資助）

國內的話有中科院大連化學物理研究所、北京世紀富源燃料電池公司、北京飛馳綠能電源技術有限責任公司、上海神力科技有限公司等，

另外不少汽車生產商也研製生產，如benz、gm、honda、ford、nissan、toyota、kia等，但近年淡化了這方面的研究，他們都著力於純電動、混合動力等新能源汽車上。

⑸ 氫氣的制備方法、存儲方式及氫氣燃料電池的工作原理

氫氣（Hydrogen）是世界上已知的最輕的氣體。它的密度非常小，只有空氣的1/14，即在標准大氣壓,0℃下,氫氣的密度為0.0899g/L。所以氫氣可作為飛艇的填充氣體（由於氫氣具有可燃性，安全性不高，飛艇現多用氦氣填充）。灌好的氫氣球，往往過一夜，第二天就飛不起來了。這是因為氫氣能鑽過橡膠上人眼看不見的小細孔，溜之大吉。不僅如此,在高溫、高壓下,氫氣甚至可以穿過很厚的鋼板。
同位素
在自然界中存在的同位素有: H1(氕piē）、H2(氘dāo，重氫)、H3(氚chuān,超重氫) 以人工方法合成的同位素有: 氫4、氫5、氫6、氫7
別名、英文名
氘；Deuterium、Heavy hydrogen．
毒性·安全防護
重氫無毒，有窒息性。 重氫有易燃易爆性，所以對此須引起足夠的重視。其它參見氫
[編輯本段]發現
1766年由卡文迪許（H.Cavendish）在英國判明。 在化學史上，人們把氫元素的發現與「發現和證明了水是氫和氧的化合物而非元素」這兩項重大成就，主要歸功於英國化學家和物理學家卡文迪許（Cavendish，H.1731-1810）。
18世紀的英國化學家卡文迪許
卡文迪許是一位百萬富翁，但他生活十分樸素，用自己的錢在家裡建立了一座規模相當大的實驗室，一生從事於科學研究。曾有科學史家說：卡文迪許「是具有學問的人中最富的，也是富人當中最有學問的。」他觀察事物敏銳，精於實驗設計，所做實驗的結果都相當准確，而且研究范圍很廣泛，對於許多化學、力學和電學問題以及地球平均密度等問題的研究，都作出了重要發現。但他篤信燃素說，這使他在化學研究工作中走過一些彎路。他在五十年中只發表過18篇論文，除了一篇是理論性的外，其餘全是實驗性和觀察性的。在他逝世以後，人們才發現他寫了大量很有價值的論文稿，沒有公開發表。他的這些文稿是科學研究的寶貴文獻，後來分別由物理學家麥克斯韋和化學家索普整理出版。 在化學史上，有一個與這些論文稿有關的有趣的故事。卡文迪許1785年做過一個實驗，他將電火花通過尋常空氣和氧氣的混合體，想把其中的氮全部氧化掉，產生的二氧化氮用苛性鉀吸收。實驗做了三個星期，最後殘留下一小氣泡不能被氧化。他的實驗記錄保存在留下的文稿中，後面寫道：「空氣中的濁氣不是單一的物質（氮氣），還有一種不與脫燃素空氣（氧）化合的濁氣，總量不超過全部空氣的1/12.一百多年後，1892年，英國劍橋大學的物理學家瑞利（Ragleigh，L.1842-1919）測定氮的密度時，發現從空氣得來的氮比從氨氧化分解產生的氮每升重0.0064克，百思不得其解。化學家萊姆塞（Ramsay，W.1852-1916）認為來自空氣的氮氣裡面能含有一種較重的未知氣體。這時，化學教授杜瓦（Dewar，J.1842-1923）向他們提到劍橋大學的老前輩卡文迪許的上述實驗和小氣泡之謎。他們立即把卡文迪許的科學資料借來閱讀，瑞利重復了卡文迪許當年的實驗，很快得到了小氣泡。萊姆塞設計了一個新的實驗，除去空氣中的水汽、碳酸氣、氧和氮後，也得到了這種氣體，密度比氮氣大，用分光鏡檢查後，肯定這是一種新的元素，取名氬。這樣，卡文迪許當年的工作在1894年元素氬的發現中起了重要作用。從這個故事可看出卡文迪許嚴謹的科研作風和他對化學的重大貢獻。1871年，劍橋大學建立了一座物理實驗室，以卡文迪許的名字命名，這就是著名的卡文迪許實驗室，它在幾十年內，一直是世界現代物理學的一個重要研究中心。
氫的發現和氫的性質的研究
在18世紀末以前，曾經有不少人做過製取氫氣的實驗，所以實際上很難說是誰發現了氫，即使公認對氫的發現和研究有過很大貢獻的卡文迪許本人也認為氫的發現不只是他的功勞。早在16世紀，瑞士著名醫生帕拉塞斯就描述過鐵屑與酸接觸時有一種氣體產生；17世紀時，比利時著名的醫療化學派學者海爾蒙特（van Helmont，J.B.1579-1644）曾偶然接觸過這種氣體，但沒有把它離析、收集起來。 波義耳雖偶然收集過這種氣體，但並未進行研究。他們只知道它可燃，此外就很少了解。1700年，法國葯劑師勒梅里（Lemery，N.1645-1715）在巴黎科學院的《報告》上也提到過它。最早把氫氣收集起來，並對它的性質仔細加以研究的是卡文迪許。 1766年卡文迪許向英國皇家學會提交了一篇研究報告《人造空氣實驗》，講了他用鐵、鋅等與稀硫酸、稀鹽酸作用製得「易燃空氣」（即氫氣），並用普利斯特里發明的排水集氣法把它收集起來，進行研究。他發現一定量的某種金屬分別與足量的各種酸作用，所產生的這種氣體的量是固定的，與酸的種類、濃度都無關。他還發現氫氣與空氣混合後點燃會發生爆炸；又發現氫氣與氧氣化合生成水，從而認識到這種氣體和其它已知的各種氣體都不同。但是，由於他是燃素說的虔誠信徒，按照他的理解：這種氣體燃燒起來這么猛烈，一定富含燃素；硫磺燃燒後成為硫酸，那麼硫酸中是沒有燃素的；而按照燃素說金屬也是含燃素的。所以他認為這種氣體是從金屬中分解出來的，而不是來自酸中。他設想金屬在酸中溶解時，「它們所含的燃素便釋放出來，形成了這種可燃空氣」。他甚至曾一度設想氫氣就是燃素，這種推測很快就得以當時的一些傑出化學家舍勒、基爾萬（Kirwan，R.1735-1812）等的贊同。由於把氫氣充到膀胱氣球中，氣球便會徐徐上升，這種現象當時曾被一些燃素學說的信奉者們用來作為他們「論證」燃素具有負重量的根據。但卡文迪許究竟是一位非凡的科學家，後來他弄清楚了氣球在空氣中所受浮力問題，通過精確研究，證明氫氣是有重量的，只是比空氣輕很多。他是這樣做實驗的：先把金屬和裝有酸的燒瓶稱重，然後將金屬投入酸中，用排水集氣法收集氫氣並測體積，再稱量反應後燒瓶及內裝物的總量。這樣他確定了氫氣的比重只是空氣的9%.但這些化學家仍不肯輕易放棄舊說，鑒於氫氣燃燒後會產生水，於是他們改說氫氣是燃素和水的化合物。 水的合成否定了水是元素的錯誤觀念，在古希臘：恩培多克勒提出，宇宙間只存在火、氣、水、土四種元素，它們組成萬物。從那時起直到18世紀70年代，人們一直認為水是一種元素。1781年，普利斯特里將氫氣和空氣放在閉口玻璃瓶中，用電火花引爆，發現瓶的內壁有露珠出現。同年卡文迪許也用不同比例的氫氣與空氣的混合物反復進行這項實驗，確認這種露滴是純凈的水，表明氫是水的一種成分。這時氧氣業已發現，卡文迪許又用純氧代替空氣進行試驗，不僅證明氫和氧化合成水，而且確認大約2份體積的氫與1份體積的氧恰好化合成水（發表於1784年）。這些實驗結果本已毫無疑義地證明了水是氫和氧的化合物，而不是一種元素，但卡文迪許卻和普利斯特里一樣，仍堅持認為水是一種元素，氧是失去燃素的水，氫則是含有過多燃素的水。他用下式表示「易燃空氣」（氫）的燃燒： （水＋燃素）＋ （水－燃素）—→水 易燃空氣（氫） 失燃素空氣（氧） 1782年，拉瓦錫重復了他們的實驗，並用紅熱的槍筒分解了水蒸汽，明確提出正確的結論：水不是元素而是氫和氧的化合物，糾正了兩千多年來把水當做元素的錯誤概念。1787年，他把過去稱作「易燃空氣」的這種氣體命名為「H-ydrogne」（氫），意思是「產生水的」，並確認它是一種元素。
[編輯本段]理化性質
氫氣是無色並且密度比空氣小的氣體（在各種氣體中，氫氣的密度最小。標准狀況下，1升氫氣的質量是0.0899克，比空氣輕得多）。因為氫氣難溶於水，所以可以用排水集氣法收集氫氣。另外，在101千帕壓強下，溫度-252.87℃時，氫氣可轉變成無色的液體；-259.1℃時，變成雪狀固體。常溫下，氫氣的性質很穩定，不容易跟其它物質發生化學反應。但當條件改變時（如點燃、加熱、使用催化劑等），情況就不同了。如氫氣被鈀或鉑等金屬吸附後具有較強的活性（特別是被鈀吸附）。金屬鈀對氫氣的吸附作用最強。 總結為： 分子式：H2 沸點：-252.77℃(20.38K) 密度：0.09kg/m3 相對分子質量：2.016 生產方法：電解、裂解、煤制氣等 分子量： 4.032 三相點： -254.4℃ 液體密度(平衡狀態，-252.8℃)： 169kg/m3 氣體密度(101.325kPa，0℃)：0.0899kg/m3 比容(101.325kPa，21.2℃)： 5.987m3/kg 氣液容積比(15℃，100kPa)： 974L/L 壓縮系數： 壓力kPa 100 1000 5000· 10000 溫度℃ 15 50 1.0087 1.0008 1.0060 1.0057 1.0296 1.0296 1.0600 1.0555 臨界溫度： -234.8℃ 臨界壓力： 1664.8kPa 臨界密度： 66.8kg/m3 溶化熱(-254.5℃)(平衡態)：48.84kJ/kg 氣化熱△Hv(-249.5℃)： 305kJ/kg 比熱容(101.335kPa，25℃，氣體)：Cp=7.243kJ/(kg·K) Cv=5.178kJ/(kK·K) 比熱比(101.325kPa，25℃，氣體)： Cp/Cv=1.40 蒸氣壓力(正常態，17.703)： 10.67kPa (正常態，21.621)： 53.33kPa (正常態，24.249K)： 119.99kPa 粘度(氣體，正常態，101.325kPa，0℃)：0.010lmPa·S (液體，平衡態，-252.8℃)：0.040mPa·s 表面張力(平衡態，-252.8℃)： 3.72mN/m 導熱系數(氣體101.325kPa，0℃)：0.1289w/(m·K) (液體，-252.8℃)：』 1264W/(m·K) 折射系數nv(101.325kPa，25℃)： 1.0001265 空氣中的燃燒界限： 5%～75%(體積) 易燃性級別： 4 毒性級別：0 易爆性級別： 1 重氫在常溫常壓下為無色無嗅無毒可燃性氣體，是普通氫的一種穩定同位素。它在通常水的氫中含0.0139%～0.0157%。其化學性質與普通氫完全相同。但因質量大，反應速度小一些。
[編輯本段]氫氣分類標准
工業氫GB/T3634-1995 H2≥99.90%（優等品） H2≥99.50%（一等品） H2≥99.00%（合格品） 純 氫 GB/T7445-1995 H2≥99.99% 高純氫 GB/T7445-1995 H2≥99.999% 超高純氫 GB/T7445-1995 H2≥99.9999% 氫氣的產生由水通電產生氫氣和氧氣
[編輯本段]主要性能
高燃燒性，還原劑，液態溫度比氮更低
a. 可燃性：
純氫的引燃溫度為400℃。 氫氣在空氣里的燃燒，實際上是與空氣里的氧氣發生反應，生成水。 2H2+O2=2H2O(點燃) 這一反應過程中有大量熱放出，火焰呈淡藍色。燃燒時放出熱量是相同條件下汽油的三倍。因此可用作高能燃料，在火箭上使用。我國長征3號火箭就用液氫燃料。 不純的H2點燃時會發生爆炸。但有一個極限，當空氣中所含氫氣的體積占混合體積的4％－74.2%時，點燃都會產生爆炸，這個體積分數范圍叫爆炸極限。 用試管收集一試管氫氣，然後用燃著木條放到試管口，如果聽到輕微的「噗」聲，表明氫氣是純凈的。如果聽到尖銳的爆鳴聲，表明氫氣不純。這時需要重新收集和檢驗。 如用排氣法收集，則要用拇指堵住試管口一會兒，使試管內可能尚未熄滅的火焰熄滅，然後才能再收集氫氣（或另取一試管收集）。收集好後，用大拇指 堵住試管口移近火焰再移開，看是否有「噗」聲，直到試驗表明氫氣純凈為止。 氫氣在空氣中燃燒會發出淡藍色的火焰，其裝置就是直接在玻璃尖管中點燃，那麼我們真的能看到淡藍色的火焰嗎？ 在玻璃里，含鈉離子，而鈉離子的焰色卻是黃色的，所以，用上述方法只能看到黃色的火焰，卻不能看到淡藍色的火焰。如果要實現淡藍色的火焰，可採取以下方法： 方法一：用石英導管(天價，不適於普通中學的實驗室) 方法二：用銅管(具有欺騙成分，因為銅元素的焰色為綠色，而且銅能導熱，對用橡皮管連接銅管，點燃時會影響氣密性) 方法三：由於黃色火焰是玻璃中的鈉離子造成的，那麼我們可以用類似於用焰色反應檢驗鉀元素一樣透過鈷玻璃看火焰就可以排除鈉的干擾了。
b.還原性
氫氣與氧化銅反應，實質是氫氣奪取氧化銅中的氧生成水，使氧化銅變為紅色的金屬銅。 CuO+H2=Cu+H2O(加熱) CO+3H2=CH4+H2O(催化劑) 在這個反應中，氧化銅失去氧變成銅，氧化銅被還原了，即氧化銅發生了還原反應。這種含氧化合物失去氧的反應，叫做還原反應。能奪取含氧化物里的氧，使它發生還原反應是的物質，叫做還原劑。還原劑具有還原性。 根據氫氣所具有的燃燒性質，它可以作為燃料，可以應用與航天、焊接、軍事等方面；根據它的還原性，還可以用於冶煉某些金屬材料等方面。 此外，氫氣與有機物的加成反應也體現了氫氣的還原性，如 CH2＝CH2+H2→CH3CH3 1）還原裝置 ①試管口應略向下傾斜 ②通入氫氣的導管應伸入試管底部 ③試管口不能用橡皮塞塞緊 ④用酒精燈外焰加熱 2）實驗操作 ①實驗前應先通一會兒純凈的氫氣，然後開始加熱 ②實驗結束後，先撤走酒精燈，繼續通氫氣，直至試管冷卻為止。 簡記為「兩先兩後，先通氫後上燈，先移燈後停氫。」
[編輯本段]氫氣的生產方法
一 原始氫氣生產方法：
原始氫氣是宇宙大爆炸由原始粒子形成的氫氣，大部分分布在宇宙空間內和大的星球中，是恆星的核燃料，是組成宇宙中各種元素及物質的初始物質。地球上沒有原始氫氣因為地球的引力束縛不了它。只有它的化合物。
二 人造氫氣生產方法：
可分為以下幾種啟普發生器制氫氣 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，變壓吸附設備） ⑵有裂化石油氣生產（生產設備裂化設備，變壓吸附設備，脫碳設備） 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由活潑金屬與酸（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： 硫酸與鋅粒（生產設備啟普發生器） 4.其他 (1)由重水電解。 (2)由液氫低溫精鎦。
[編輯本段]氫氣的製取方法
實驗室製取氫氣一、實驗室製法
1.用強酸與活潑金屬反應，如Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ 2.用鹼金屬與水反應，如2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
二、工業製法
1.利用電解飽和食鹽水產生氫氣，如2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2↑+H2↑ 2.工業上用水和紅熱的碳反應 3.用鋁和氫氧化鈉反應製取: 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
三、製取氫氣的新方法
盛有氫氣的集氣瓶的放置方法1.用氧化亞銅作催化劑從水中製取氫氣。 2.用新型的鉬的化合物從水中製取氫氣。 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.
[編輯本段]氫氣的可燃性
在帶尖嘴的導管口點燃純凈的氫氣，觀察火焰的顏色。然後在火焰上方罩一個冷而乾燥的燒杯，過一會兒，我們可以看到，純凈的氫氣在空氣里安靜地燃燒，產生淡藍色的火焰（氫氣在玻璃導管口燃燒時，火焰常略帶黃色）。用燒杯罩在火焰的上方時，燒杯壁上有水珠生成，接觸燒杯的手能感到發燙。 氫氣在空氣里燃燒，實際上是氫氣跟空氣里的氧氣發生了化合反應，生成了水並放出大量的熱。這個反應的化學方程式是： 2H2＋O2=2H2O(點燃) 取一個一端開口，另一端鑽有小孔的紙筒(或塑料筒等)，用紙團堵住小孔，用向下排空氣法收集氫氣，使紙筒內充滿氫氣。把氫氣發生裝置移開，拿掉堵小孔的紙團，用燃著的木條在小孔處點火,注意有什麼現象發生。(做這個實驗時，人要離得遠些，注意安全。) 我們可以看到，剛點燃時，氫氣安靜地燃燒，過一小會兒，突然聽到「砰」的一聲響，爆炸的氣浪把紙筒高高炸起。 實驗測定，空氣里如果混入氫氣的體積達到總體積的4％～74.2％，點燃時就會發生爆炸。這個范圍叫做氫氣的爆炸極限。實際上，任何可燃氣體或可燃的粉塵如果跟空氣充分混合，遇火時都有可能發生爆炸。因此，當可燃性氣體(如氫氣、液化石油氣、煤氣等)發生泄漏時，應杜絕一切火源、火星，禁止產生電火花，以防發生爆炸。 正是由於這個原因，我們在使用氫氣時，要特別注意安全。點燃氫氣前，一定要檢驗氫氣的純度。 用排水法收集一試管氫氣，用拇指堵住，移近火焰，移開拇指點火，如果聽到尖銳的爆鳴聲，就表明氫氣不純，需要再收集，再檢驗，直到響聲很小，只有「撲」的一聲才表明氫氣已純凈。如果用向下排空氣法收集氫氣，經檢驗不純而需要再檢驗時，應該用拇指堵住試管口一會兒（以防點燃產生氫氣的試管）然後再收集氫氣檢驗純度，否則會發生爆炸的危險。因為剛檢驗過純度的試管內，氫氣火焰可能還沒有熄滅，如果立刻就用這個試管去收集氫氣，氫氣火焰可能會點燃氫氣發生器里尚混有空氣的氫氣，使氫氣發生器發生爆炸。用拇指堵住試管口一會兒，就使試管內未熄滅的氫氣火焰因缺氧氣而熄滅。 另外氫氣在氧氣過量和低溫有催化劑的條件下點燃可生成過氧化氫（H2O2）（氧氣化合價為1）
[編輯本段]應用
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。同時，氫也是一種理想的二次能源（ 二次能源是指必須由一種初級能源如太陽能、煤炭等來製取的能源）。在一般情況下，氫極易與氧結合。這種特性使其成為天然的還原劑使用於防止出現氧化的生產中。在玻璃製造的高溫加工過程及電子微晶元的製造中，在氮氣保護氣氛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。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。
[編輯本段]主要用途及應用行業
用途：核研究、氘核加速器的轟擊粒子、示蹤劑。 應用行業： 石油精煉 浮法玻璃 電子 食品 化工生產 航天 汽車業
[編輯本段]包裝、貯存和運輸
包裝方式：氫氣拖車/瓶組/鋼瓶 運輸方式：氫的貯運有四種方式可供選擇，即氣態貯運、液態貯運、金屬氫化物貯運和微球貯運。目前，實際應用的只有前三種，微球貯運方式尚在研究中。
[編輯本段]安全注意事項
氫氣是一種無色、無嗅、無毒、易燃易爆的氣體，和氟、氯、氧、一氧化碳以及空氣混合均有爆炸的危險，其中，氫與氟的混合物在低溫和黑暗環境就能發生自發性爆炸，與氯的混合比為1：1時，在光照下也可爆炸。氫由於無色無味，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乙硫醇，以便感官察覺，並可同時付予火焰以顏色。氫雖無毒，在生理上對人體是惰性的，但若空氣中氫含量增高，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。

⑹ 如何製造氫氣製造氫氣需要哪些設備和材料知道的請告訴我，謝謝！

電解水

⑺ 燃料油生產工藝是什麼

原油經常減壓蒸餾（一次加工）可得到約40%的輕質油品，其餘是重質餾分和渣油。如果不經過二次加工，重質餾分和渣油只能作潤滑油基礎油原料和重質燃料油。目前國內原油中直餾輕質燃料油不能滿足市場的需求，因此，如何將重質餾分甚至渣油經化學方法轉化成輕質燃料是燃料生產的一個重要課題。此外，一次加工（直餾）汽油辛烷值低（一般在40～60），直接在汽車發動機中使用，會出現爆震現象，易損壞汽車發動機的零件，減少使用壽命，所以直餾汽油也需要二次加工，以提高其質量。

二次加工工藝很多，如催化裂化、催化重整、催化加氫、焦化、減黏裂化、烷基化等。本節只介紹目前煉油廠廣泛採用的催化裂化和催化重整工藝。

一、催化裂化

（一）催化裂化原理

所謂催化裂化，是指在裂解反應時採用了催化劑的裂化工藝。催化裂化一般使用重質燃料油（如減壓餾分油、焦化蠟油等）為原料。反應產物一般氣體約10%～20%；汽油產率約30%～60%；柴油產率約20%～40%；焦炭產率約5%～7%。常壓塔底重油和減壓塔底渣油中含有較多的膠質、瀝青質，在催化裂化時易生成焦炭，同時含有Fe、Ni等重金屬，易使催化劑污染，降低其活性。若作裂化原料，必須解決重金屬污染及焦炭生成較多的問題。

催化裂化時，原料油是在500℃左右及0.2～0.4MPa進行。在催化裂化條件下，烴類進行的反應不只是裂化一種反應，不但有大分子裂化成為小分子，而且也有小分子縮合成大分子的反應（甚至縮合成焦炭）。與此同時，還進行異構化、芳烴化、氫轉移等反應。在這些反應中，裂化反應是最主要的反應。

（二）催化裂化的工業型式

催化裂化是原料油在催化劑的作用下進行的，一方面通過裂解等反應生成較小分子的產物——氣體、汽油、柴油等；另一方面縮合成焦炭。這些焦炭沉積在催化劑表面使催化劑活性降低，因此必須燒去催化劑表面上積累的焦炭（積炭）來恢復催化劑的活性，這個用空氣燒焦的過程稱為催化劑的再生。一個催化裂化裝置中，催化劑不斷地進行反應和再生是催化裂化工藝的一個特點。

裂化反應是吸熱反應，再生反應是放熱反應。為了維持一定溫度條件，必須解決周期性地進行反應和再生、供熱和取熱的問題，即在反應時向裝置供熱，再生時從裝置內取走熱量。解決反應和再生這一對矛盾的基本方式不同，工業催化裂化裝置分為固定床、流化床、移動床和提升管四種型式，見圖8-4。

圖8-6催化重整工藝原理流程圖

（a）：1—預分餾塔；2—預加氫加熱爐；3，4—預加氫反應器；5—脫水塔（b）：1，2，3，4—加熱爐；5，6，7，8—重整反應器；9—高壓分離器；10—穩定塔

1．原料預處理部分

原料預處理包括原料的預分餾、預脫砷、預加氫。其目的是得到餾分范圍和雜質含量都合乎要求的重整原料。

（1）預分餾：直餾汽油餾分（≤180℃餾分）進入預分餾塔，從塔頂切除原料中低於80℃的餾分（≤C6，因這部分烴類易裂化成非汽油餾分而降低汽油產率），作汽油調和組分或化工原料。塔底得到80～180℃餾分可作重整原料。

（2）預加氫：預加氫的目的是除去原料中的砷、鉛、銅、鐵、氧、硫、氮等催化劑「毒物」，使其含量降至允許范圍內，同時可以使烯烴飽和，減少催化劑上積炭。預加氫反應放出H2S、NH3、H2O等，以及砷、鉛等金屬化合物，砷、鉛等吸附在加氫催化劑（鉬酸鎳或鉬酸鈷）上除去。預加氫反應物經冷卻後進入高壓分離器，分離出富氫氣體後，液體油中溶有少量的H2S、NH3、H2O等需除去，因此將液體油送到脫水塔、脫硫器，經處理後，可作為重整反應部分的進料。

有些煉油廠在預加氫單元設置單獨的預脫砷反應器，採用吸附法或化學氧化法脫砷。

2．重整反應及分餾部分

經預處理的原料油與循環氫混合，經加熱爐加熱後進入重整反應器。重整反應是吸熱反應，反應時溫度要下降。為了維持反應器較高的反應溫度（480～520℃），工業上重整反應器採用了3～4個反應器串聯，每個反應器前都設有加熱爐，加熱至每個反應器所需的溫度。

在催化重整反應時，反應器應通入大量氫氣進行循環，目的是抑制生焦反應，保護催化劑；同時起到熱載體作用，減少反應床層溫降，提高反應器內的平均溫度；此外，可稀釋原料使原料分布更均勻。

由最後一個反應器出來的反應產物經換熱、冷卻後進入高壓分離器，分出氣體（含氫85%～95%），經循環氫壓縮機升壓後大部分作重整反應器的循環氫使用，少部分去預處理部分，分離出的重整生成油進入穩定塔。穩定塔是一個分餾塔，塔頂分出液態烴，塔底為蒸氣壓滿足要求的穩定汽油。

從原油經減壓、催化裂化等加工過程得到的輕質燃料中，仍含少量雜質（如含硫、氧、氮等化合物），這些雜質對油品的使用性能有很大影響，會使油品色澤加深、氣味加濃，使油品具有腐蝕性，燃燒後放出氣體，易於變質等，因此，必須將這些雜質除去。因而可通過燃料產品精製過程將半成品加工成商品，滿足產品的規格要求。有時，單靠精製仍滿足不了產品的某些性能要求，這時可向燃料中加入油品添加劑（如抗爆劑、抗氧化劑、降凝劑等）來改善燃料的質量。油品的調和無一定的規范，由各煉廠實際情況確定。比如，車用汽油的調和，主要組分採用直餾汽油、二次加工所產的汽油，另外加入抗爆劑、抗氧化劑、金屬鈍化劑等。

⑻ 工業是如何生產氫氣的

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。