製冷液氫怎麼玩

1. 怎樣在常溫下獲得液氫、液氧最方便

造太空梭？你太厲害了！但個人的力量是很困難的！有資金，技術，材料.....方面的問題！
液氧到出都有，醫院.燒焊的地方都有。但液氫就很難弄，有的學校有，你可以用阱，並且效果更好。但我不知道哪有！防高溫的有新型碳化硼陶瓷！

2. 實驗降溫時通常都會用液氮，那為什麼液氦、液氫不行

原子的質量很小,容易脫離地球引力而逸散到宇宙空間,所以氦在地球個高,是昂貴、稀缺的(暫時)不可再生的資源。地球上目前的氦基本來自於放射性元素的a衰變,產生的氦從地下的稀有氣體礦被開采出來(比如某些天然氣礦就含有很高含量的氦)。中國天然氣和氦儲量都很稀少,基本依靠進口,但價格嘛……超導材料的確很多用到這個溫度,但這是剛性需求,沒法避免。所以很多地方已經開始回收液氨了,比如我校核磁中心大星使用液氦所以建了氦氣回收裝置,據說幾年就可以補回成本。總結:液氦很稀缺,難再生,如果沒有極低溫需求則不需要用。

最後再說液氫…液氨的工業獲取方式相對很簡單,只需要將空氣壓縮-節流膨脹幾次即降溫得到液態空氣,隨後可以分離為氬和氧。對著空氣做幾次活塞運動就出來了,不用白不用

3. 製冷劑廠含氟廢氣氫氣焚燒原理

電解制氟中，由於純HF導電性能極差，不適於直接進行電解，故通常用導電性能好的含鹼金屬鹽的HF作為電解質進行電解。

目前，國內普遍採用的10kA中溫電解槽所用電解質為KF·2HF熔鹽，該熔鹽由二氟氫化鉀(KHF2)與無水氟化氫(AHF)按比例配製而成。熔融的KF·2HF離解出F－、(HF2)－等陰離子和H+、K+等陽離子，在外加電場的作用下陰離子向電解槽陽極遷移；陽離子向電解槽陰極遷移。由電極反應方程式可知，電解過程消耗的是H+、F－和(HF2)－，實質上消耗的是HF。在電解過程中，電解質的組成不斷發生變化，但只需及時向電解質中補加AHF，使電解質中H+、F－和(HF2)－的濃度維持在一定范圍內，即可保證電解過程的安全、連續穩定進行。

但是，隨著電解槽運行時間的增加，由於電解槽槽體和炭陽極板、隔膜框、吊架等構件的化學腐蝕和電化學腐蝕，以及通入AHF中微量雜質的積聚，電解質中雜質含量逐漸上升，直至不能維持正常的電解制氟生產，因此電解質需定期更換。更換下來的廢電解質即便在凝固狀態下也具有較強的揮發性和腐蝕性，貯存困難，且難以進行環保達標處理，嚴重威脅環境安全；另一方面，配製電解質所用的KHF2及AHF價格昂貴且耗量大，若不對廢電解質進行回收利用，勢必增加生產成本。

河南黎明化工研究院的崔武孝等曾報道過一種用過量KOH溶液溶解並中和廢電解質，然後通入HF調節pH值並蒸發結晶的廢電解質回收工藝，但是，該工藝試劑耗量大且能耗高，導致其回收成本高，適用性差。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種氟氣生產過程中廢電解質回收的工藝方法，解決回收過程中各種雜質的有效去除問題，以實現廢電解質的高效回收利用，既滿足環境友好生產的要求，又大大降低生產成本。

本發明的技術方案如下：一種氟氣生產過程中廢電解質回收的工藝方法， 該方法具體包括如下步驟：

步驟1、將廢電解質進行溶解，並進行粗濾處理；

將固體廢電解質在溶解反應器中進行溶解，並將溶解反應器置於熱水浴中加熱並保溫至70℃～90℃，溶解時間為6h～10h；

利用丙綸濾布對溶解所得的懸濁液在過濾器中趁熱進行過濾，將濾渣用渣桶暫存，將濾液裝入陳化反應器中；

步驟2、對濾液進行陳化處理，並進行精濾處理；

將陳化反應器置於熱水浴中，加熱並保溫至70℃～90℃，並向陳化反應器中加入適量KOH以將粗濾所得濾液pH值調至3～5，進行陳化時間為4h～8h；

利用丙綸濾布對陳化後的溶液在過濾器中趁熱進行過濾，將濾渣暫存在渣桶中，濾液裝入結晶反應器中；

步驟3、對濾液進行結晶處理，並烘乾封裝；

將結晶反應器置於冷水浴中冷卻並保溫至10℃～30℃，待結晶反應器內濾液充分結晶後進行固液分離，將結晶的晶體烘乾後，快速進行裝袋密封封裝。

所述的步驟1中對固體廢電解質進行溶解具體為：

固體廢電解質與純水按照4:5～6:5的質水比進行溶解。

所述的步驟1中對固體廢電解質進行溶解具體為：

結晶母液溶解廢電解質時質水比為2:7～4:7。

所述的步驟1中進行粗濾處理，使用200目～400目的丙綸濾布。

所述的步驟2中進行精濾處理，使用400目～600目的丙綸濾布。

所述的步驟3中將結晶反應器內濾液進行固液分離後，將結晶的晶體盛入聚丙烯塑料筐中濾去大部分水分後轉移至定製筐，並將定製筐送入烘箱，在100℃～150℃溫度下烘烤24h～72h。

本發明的顯著效果在於：本發明所述的一種氟氣生產過程中廢電解質回收的工藝方法，可進行批量廢電解質的回收，回收產品KHF2各項指標達到質量要求。將回收產品KHF2投入中溫電解槽進行電解制氟工況實驗，中溫電解槽各項參數正常，運行穩定。該工藝方法流程短、回收率高、成本低，按照本工藝路線建設廢電解質回收生產線，可實現廢電解質的高效回收利用，既滿足環境友好生產的要求，又大大降低生產成本。

附圖說明

圖1為本發明所述的一種氟氣生產過程中廢電解質回收的工藝方法流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖及具體實施例對本發明作進一步詳細說明。

實施例1

如圖1所示，一種氟氣生產過程中廢電解質回收的工藝方法，該方法具體包括如下步驟：

步驟1、將廢電解質進行溶解，並進行粗濾處理；

將固體廢電解質與純水按照4:5的質水比加入溶解反應器中或者利用結晶母液溶解廢電解質時質水比為2:7，並將溶解反應器置於熱水浴中加熱並保溫至90℃，溶解時間為6h；

利用300目的丙綸濾布對溶解所得的懸濁液在過濾器中趁熱進行過濾，將濾渣用渣桶暫存，將濾液裝入陳化反應器中；

步驟2、對濾液進行陳化處理，並進行精濾處理；

將陳化反應器置於熱水浴中，加熱並保溫至80℃，並向陳化反應器中加入適量KOH以將粗濾所得濾液pH值調至4，進行陳化時間為6h；

利用600目的丙綸濾布對陳化後的溶液在過濾器中趁熱進行過濾，將濾渣暫存在渣桶中，濾液裝入結晶反應器中；

步驟3、對濾液進行結晶處理，並烘乾封裝；

將結晶反應器置於冷水浴中冷卻並保溫至20℃，待結晶反應器內濾液充分結晶後進行固液分離，將母液暫存於母液貯槽並用於後續廢電解質的溶解，將結晶的晶體盛入聚丙烯塑料筐中濾去大部分水分後轉移至定製筐，並將定製筐送入烘箱，在120℃溫度下烘烤48h後，將烘乾後的晶體快速進行裝袋密封封裝。

實施例2

如圖1所示，一種氟氣生產過程中廢電解質回收的工藝方法，該方法具體包括如下步驟：

步驟1、將廢電解質進行溶解，並進行粗濾處理；

將固體廢電解質與純水按照1:1的質水比加入溶解反應器中或者利用結晶母液溶解廢電解質時質水比為3:7，並將溶解反應器置於熱水浴中加熱並保溫至70℃，溶解時間為10h；

利用400目的丙綸濾布對溶解所得的懸濁液在過濾器中趁熱進行過濾，將 濾渣用渣桶暫存，將濾液裝入陳化反應器中；

步驟2、對濾液進行陳化處理，並進行精濾處理；

將陳化反應器置於熱水浴中，加熱並保溫至90℃，並向陳化反應器中加入適量KOH以將粗濾所得濾液pH值調至5，進行陳化時間為8h；

利用500目的丙綸濾布對陳化後的溶液在過濾器中趁熱進行過濾，將濾渣暫存在渣桶中，濾液裝入結晶反應器中；

步驟3、對濾液進行結晶處理，並烘乾封裝；

將結晶反應器置於冷水浴中冷卻並保溫至10℃，待結晶反應器內濾液充分結晶後進行固液分離，將母液暫存於母液貯槽並用於後續廢電解質的溶解，將結晶的晶體盛入聚丙烯塑料筐中濾去大部分水分後轉移至定製筐，並將定製筐送入烘箱，在150℃溫度下烘烤24h後，將烘乾後的晶體快速進行裝袋密封封裝。

實施例3

如圖1所示，一種氟氣生產過程中廢電解質回收的工藝方法，該方法具體包括如下步驟：

步驟1、將廢電解質進行溶解，並進行粗濾處理；

將固體廢電解質與純水按照6:5的質水比加入溶解反應器中或者利用結晶母液溶解廢電解質時質水比為4:7，並將溶解反應器置於熱水浴中加熱並保溫至80℃，溶解時間為8h；

利用200目的丙綸濾布對溶解所得的懸濁液在過濾器中趁熱進行過濾，將濾渣用渣桶暫存，將濾液裝入陳化反應器中；

步驟2、對濾液進行陳化處理，並進行精濾處理；

將陳化反應器置於熱水浴中，加熱並保溫至70℃，並向陳化反應器中加入適量KOH以將粗濾所得濾液pH值調至3，進行陳化時間為4h；

利用400目的丙綸濾布對陳化後的溶液在過濾器中趁熱進行過濾，將濾渣暫存在渣桶中，濾液裝入結晶反應器中；

步驟3、對濾液進行結晶處理，並烘乾封裝；

將結晶反應器置於冷水浴中冷卻並保溫至30℃，待結晶反應器內濾液充分結晶後進行固液分離，將母液暫存於母液貯槽並用於後續廢電解質的溶解，將結晶的晶體盛入聚丙烯塑料筐中濾去大部分水分後轉移至定製筐，並將定製筐送入烘箱，在100℃溫度下烘烤72h後，將烘乾後的晶體快速進行裝袋密封封裝。

4. 氫冷機組原理

機組冷卻大多用的是水冷，空氣直冷，也有油冷等。
氫冷機組採用氫氣作為機組的冷卻氣體，由於氫氣導熱能力較強，可以高效地降低線圈的熱損耗，提高發電效率。

5. 零下150度要用什麼製冷劑

用液態氮比較適合，你可以做液態氮冷循環系統。

6. 氫的存在方式有哪些

氫氣可以以3種狀態存在，即氣態、液態和固態。下面就其特性分別加以敘述。

氣體氫

通常情況下，氫氣以氣態的形式存在。其性質（物理屬性、化學屬性）、制備和儲運將在後面的章節予以詳細論述。

液體氫

在一定條件下，氣態氫可以轉化成液態氫。

我們先來看一下液氫的生產。氫作為燃料或作為能量載體時，液氫是其較好的使用和儲存方式之一。因此液氫的生產是氫能開發應用的重要環節之一。氫氣的轉化溫度很低，最高為20.4開，所以只有將氫氣冷卻到該溫度以下，再節流膨脹才能產生液氫。

常溫時，正常氫或標准氫（n-H2）含75%正氫和25%仲氫（正氫和仲氫是氫的兩種同素異構體。一般認為分子是由兩個原子的自旋方向的不同組合而成的。當兩個原子核都順時針旋轉時，它們的自旋方向平行，就是正氫。當兩個原子核自旋方向反平行時，則是仲氫）。低於常溫時，正—仲態的平衡組成將隨著溫度而變化。在氫的液化過程中，生產出的液氫為正常氫，液態正常氫會自發地發生正—仲態轉化，最終達到相應溫度下的平衡氫。由於氫的正—仲轉化會放熱，這樣，液氫就會發生氣化；在開始的24小時內，液氫大約要蒸發損失18%，100小時後損失將超過40%。為了獲得標准沸點下的平衡氫，也就是仲氫濃度為99.8%的液氫，在氫的液化過程中，必須進行正—仲催化轉化。

液氫的生產通常有3種方法，分別是節流氫液化循環、帶膨脹機的氫液化循環和氦製冷氫液化循環。節流循環是1859年由德國的林德和英國的漢普遜分別獨立提出的，所以也叫林德或漢普遜循環。1902年法國的克勞特首先實現了帶有活塞式膨脹機的空氣液化循環，所以帶膨脹機的液化循環也叫克勞特液化循環。氦製冷氫液化循環用氦作為製冷工質，由氦製冷循環提供氫冷凝液化所需的冷量。

從氫液化單位能耗來看，以液氮預冷帶膨脹機的液化循環最低，節流循環最高，氦製冷氫液化循環居中。如以液氮預冷帶膨脹機的循環作為比較基準，那麼節流循環單位能耗要高50%，氦製冷氫液化循環高25%。所以，帶膨脹機的循環效率最高，但流程簡單，沒有在低溫下運轉的部件，運行可靠，所以在小型氫液化裝置中應用較多。氦製冷氫液化循環消除了處理高壓氫的危險，運轉安全可靠。但氦製冷系統設備復雜，因此在氫液化過程中應用得不多。

接下來我們來談一下凝膠液氫（膠氫）。液氫雖然是一種液體，但是它具有與一般液體不同的許多特點。例如，液氫分子之間的締合力很弱；液態范圍很窄（-253℃～-259℃）；液氫的密度和黏度都很低；液氫極性非常小，離子化程度很低或者不存在離子化等。一般來說，液氫的物理性質介於惰性氣體和其他低溫液體之間。除了氦以外其他任何物質都不能溶於液氫。

液氫的主要用處是做燃料，液氫作為火箭燃料有下列缺點：

（1）密度低。符合固體推進劑密度為1.6～1.9克∕立方厘米，可儲存液體推進劑的密度為1.1～1.3克∕立方厘米，而液氫的密度只有0.07克∕立方厘米；（2）溫度分層；（3）蒸發速率高，造成相應的損失和危險；（4）液氫在儲箱中晃動引起飛行狀態不穩定。

為了克服液氫的不足，科學家們提出，將液氫進一步冷凍，生成液氫和固氫混合物，即泥氫（slush hydrogen），以提高密度。或在液氫中加入膠凝劑，成為凝膠液氫（gelling liquid hydrogen），即膠氫。膠氫像液氫一樣呈流動狀態，但又有較高的密度。

與液氫相比，膠氫的優點表現在：

（1）安全性增加。液氫凝膠化後黏度增加1.5～3.7倍，降低了泄漏帶來的危險性。

（2）蒸發損失減少。液氫凝膠化以後，蒸發速率僅為液氫的25%。

（3）密度增大。液氫中添加35%甲烷，密度可提高50%左右；液氫中添加70%（摩爾比）鋁粉，密度可提高300%左右。

（4）液面晃動減少。液氫凝膠化以後，液面晃動減少了20%～30%，這有助於長期儲存，並能簡化儲罐結構。

（5）比沖提高（比沖是內燃機的術語，也叫比推力，是發動機推力與每秒消耗推進劑質量的比值。比沖的單位是牛·秒∕千克），提高發射能力。

固體氫

固體氫具有許多特殊的性能，所以固體氫是科學家多年追求的目標。

如何制備固體氫呢？將液氫進一步冷卻，達到-259.2℃時，就可以得到白色固體氫。

固體氫的用途主要表現在：

一是可以做冷卻器。固體氫在特殊製冷方面可以發揮作用。有這樣一個實例，它就是由於氫冷卻器的失效而導致天文探測器失效的。

1999年3月4日，美國航空航天局發射了一顆名叫「寬場紅外線探測器（WIRE）」的人造衛星。按計劃這個重255千克的探測器將用30厘米口徑的紅外線望遠鏡研究星系的形成和演變過程。該望遠鏡是一台非常靈敏的儀器，需要一個使用固態氫的低溫冷卻系統。固態氫升華才能使它保持-267℃（近似絕對零度）的低溫。原先設計只要該望遠鏡對准太空深處，裝有固態氫的低溫冷卻系統就能夠持續工作4個月。但是當控制人員向它發出一個指令導致衛星發生誤動作時，固態氫提前升華，而且升華速度非常快，形成了一股氣流，使衛星以60轉/分的速率開始自旋，最後失靈。

二是高能燃料。物理學家指出，金屬氫還可能是一種高溫高能燃料。現在科學家正在研究一種「固態氫」的宇宙飛船。固態氫既作為飛船的結構材料，又作為飛船的動力燃料。在飛行期間，飛船上所有的非重要零件都可以轉作能源而「消耗掉」。這樣飛船在宇宙中的飛行時間就能更長。

三是高能炸葯。氫是一種極其易燃的氣體，被壓成固態時，它的爆炸威力相當於最厲害的炸葯的50倍。目前還沒有人在實驗室里製成過這種固態氫，但它卻一直是軍事研究的目標。

那麼固體氫在什麼條件下會變成金屬呢？在很高的壓力下，分子固體氫可能成為金屬態。

有計算表明，固體氫在300吉帕的壓力下通過與分子相本身的譜帶交疊應當會變成一種金屬。現在，研究人員在高於這一壓力，即在高達320吉帕的壓力下獲得了光譜測量結果。雖然仍沒有發現金屬氫，但是第一次觀測到了帶隙隨密度的明顯的定量變化。在這個壓力下，氫完全變成了不透明狀態，但這種所謂的「黑色氫」還不是金屬。據預測，直接帶隙的閉合應當在450吉帕左右的壓力下出現，這是人們探索金屬氫的下一個目標。

根據物理學理論研究可知，金屬氫還可以在一定條件下轉化為超導體。

大多數人都會奇怪，為什麼有人會想起把氫變成金屬呢？其中確實發生了一些有趣的故事。

1989年5月，美國華盛頓卡內基研究所的毛何匡和魯塞爾·赫姆利宣布，他們用250萬個標准大氣壓，把氫氣壓成了固體氫。這種氫不僅密度高（0.562～0.8克/立方厘米），而且具有金屬導電性，是一種儲能密度極高的能源材料。

氫在常溫下本是一種不導電的氣體，卡內基研究所怎麼會想到要研究能導電的金屬氫呢？原來，他們認定，在化學元素周期表中，氫和鋰、鈉、鉀、銣、銫、鈁都是同屬ⅠA族元素，但除氫外，其他成員都是金屬，因此氣態氫有可能在高壓下變成導電的金屬氫。一是氫和鋰、鈉、鉀等元素是同族元素，有「親緣」關系；二是從金屬的特性分析，氫有可能壓成金屬氫。

根據這種分析，毛何匡和赫姆利開始了實驗。他們取來純度很高的氫氣，放在一個能承受極高壓力的金剛石之間的密閉裝置內，在-196℃的低溫下逐漸加壓到250萬個大氣壓。結果發現氣態氫從透明狀態逐漸變成了褐色，最後變成為有光澤的不透明固體，導電性也發生了變化，由絕緣逐漸變成半導體，進而變成為導電體。於是他們於1989年5月初在美國地球物理協會上報告了這項實驗成果。

但兩年後有人對這一結果表示懷疑。美國科內爾大學的阿瑟·勞夫和克雷格·范德博格認為，毛何匡的實驗容器內含有紅寶石粉末，紅寶石的主要成分是氧化鋁。勞夫和范德博格認為，可能是氧化鋁和氫氣在高壓下形成鋁金屬，而不是真正的金屬氫。而且，毛何匡以後也沒有再報道過研究金屬氫的進展情況。

可見，製造金屬氫的難度有多大，人們估計，有可能需要幾代人的努力才能取得突破性進展。目前，美國、俄羅斯和日本等國都宣布過用高壓技術觀察到了金屬氫的現象，但在壓力卸除後金屬氫又變成了普通的氫氣。因此，盡管金屬氫對人們有巨大的吸引力，但在常壓下要得到穩定的金屬氫，還要攻克許多難關。

不過，持樂觀態度的科學家認為，這個問題總有一天會解決，因為石墨在高溫、高壓下變成金剛石後，就能在常溫下長期穩定地存在。因此，盡管困難重重，科學家們仍以堅韌不拔的毅力在從事金屬氫的研究。

毛何匡和赫姆利還認為，研究金屬氫有兩方面的意義：一是金屬氫有希望成為高溫超導體，還能做核聚變的燃料，即高能量密度而無污染的能源；二是金屬氫的研究還有助於解決理論物理和天體物理中存在的一些長期未能解決的問題，例如天文學家在觀察太陽系的土星、木星、天王星和海王星這些天體時，發現有金屬氫核心，他們非常希望知道，在多高的壓力和溫度下氫會變成金屬氫。

一旦金屬氫問世，就如同以前蒸汽機的誕生一樣，將會引起整個科學技術領域的一場劃時代的革命。

金屬氫是一種亞穩態物質，可以用它來做成約束等離子體的「磁籠」，把熾熱的電離氣體「盛裝」起來，這樣，受控核聚變反應使原子核能轉變成了電能，而這種電能既是廉價的也是干凈的，在地球上就會很方便地建造起一座座「模仿太陽的工廠」，人類將最終解決能源問題。

金屬氫又是一種室溫超導體，它將甩掉背在超導技術「身上」的低溫「包袱」。超導材料是沒有電阻的優良導體，但現在已研製成功的超導材料的超導轉變溫度多在-250℃左右，這樣的低溫工作條件，嚴重地限制了超導體的應用。金屬氫是理想的室溫超導體，因此可以充分顯示它的魅力。

用金屬氫輸電，可以取消大型的變電站而輸電效率在99％以上，可使全世界的發電量增加1/4以上。如果用金屬氫製造發電機，其重量不到普通發電機重量的10％，而輸出功率可以提高幾十倍甚至上百倍。

金屬氫還具有重大的軍用價值。現在的火箭是用液氫作燃料，因此必須把火箭做成一個很大的熱水瓶似的容器，以便確保低溫。如果使用了金屬氫，就可以製造更小而又十分靈巧的火箭。金屬氫應用於航空技術，就可以極大地增大時速，甚至可以超過音速許多倍。由於相同質量的金屬氫的體積只是液態氫的1/7，因此，由它組成的燃料電池，可以很容易地應用於汽車，那時，城市就會變得非常清潔、安靜。

金屬氫內儲藏著巨大的能量，比普通TNT炸葯大30～40倍。因此，金屬氫聚變時釋放的能量要比鈾核裂變大好多倍。伴隨著金屬氫的誕生必將會產生比氫彈威力大好多倍的新式武器。

目前，世界上的高壓實驗室已達100多個。我國已研製成功了能產生100萬個標准大氣壓的壓力機。我國成功研製的「分離球體式多級多活塞組合裝置」能產生200萬個標准大氣壓。近年來，中國等幾個國家宣布已在實驗室內研製成功了金屬氫，這是人類在研究金屬氫的道路上邁出的可喜的一步。而要使金屬氫大規模投入工業生產，還有相當大的困難。但它已有力地推動和促進了超高壓技術、超低溫技術、超導技術、空間技術、激光以及原子能等20多門科學技術向著新的深度發展。

從理論上來看，在超高壓下得到金屬氫確實是可能的。不過，要得到金屬氫樣品，還有待科學家們進一步研究。

金屬氫的出現是當代超高壓技術創造的一個奇跡，也是目前高壓物理研究領域中一項非常活躍的課題。

7. 氫氣可以製冷

對的，氨氣利用其低沸點（從液態到氣態吸收大量的熱）常用於製冷設備中。。。

求採納

8. 液氫可用作製冷劑

A、液氫在蒸發時能吸收熱量，可用作製冷劑，故A正確；
B、氧氣不具有可燃性，不可用作火箭發射的燃料，故B錯誤
C、氦氣密度小，可用作填充探空氣球，故C正確；
D、二氧化碳是植物進行光合作用的原料，是植物進行光合作用必須的物質，故D正確．
故選B．

9. 為什麼實驗降溫時要用液氮，用液氦、液氫不行嗎

這是從液氦，液氫的製作難度，存儲問題以及安全性三方面綜合考慮，才會選擇使用液氮。

我們先來看一下液氦，液氦需要大量的氦原子，而因氦原子質量太小，在空氣中的氦原子很容易直接脫離地心引力飛出地球。

簡單概括一下，不選擇液氦的主要原因是液氦的價格，不選擇液氫的原因是存儲方式和實驗人員的生命安全。在多方判斷下，還是使用價格便宜，製作方便不管怎麼用都不心疼的液氮更加合算。