2022中考化學氫氣工業制作法

氫氣工業制作法

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

③電解飽和食鹽水(2NaCl+2H2O=通電=2NaOH+H2↑+Cl2↑)[5]

原始制作法

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，是恒星的核燃料，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。

人造氫氣生產方法

可分為以下幾種

啟普發生器制氫氣

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)

將水蒸氣通過熾熱的炭層：C+H2O(g)=高溫=CO+H2(水煤氣)，再低溫分離

⑵由裂化石油氣生產(生產設備裂化設備，變壓吸附設備，脫碳設備)

CH4=高溫催化劑=C+2H2

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)

(3)強堿與鋁或硅(生產設備充氫氣球機設備)一般生產氫氣球都用此方法。

Si+2NaOH+H2O=加熱=Na2SiO3+2H2↑

(4)甲醇裂解(生產設備導熱油爐，甲醇汽化裂解設備，變壓吸附裝置)一般用氫氣量較大化工廠均用此方法。

CH3OH=高溫催化=2H2↑+CO↑，低溫分離

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。[6]

工業制法

一、電解水制氫 多采用鐵為陰極面，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制取多晶硅、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 氣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)。凈化后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，常用于汽油加氫，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采用，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 也在有些地方采用(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。此法在少數地方采用(如前蘇聯的Ke Mepobo工廠)。

五、電解食鹽水的副產氫 在氯堿工業中副產多量較純氫氣，除供合成鹽酸外還有剩余，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，經多次提純后可生產普氫(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)可制取純氫(99.99%以上)，像北京釀酒廠就生產這種副產氫，用來燒制石英制品和供外單位用。

七、鐵與水蒸氣反應制氫

3Fe+4H2O=高溫=Fe3O4+4H2

但品質較差，此系較陳舊的方法現已基本淘汰

八、金屬鎂和水的反應制氫

Mg+H20--->Mg(oH)2+H2

通過某些礦物質的參與，鎂會在冷水中緩慢均衡地反應，并生成豐富的氫氣。

其他

工業上用水和紅熱的碳反應

C+H2O=高溫=CO+H2

制取氫氣的新方法

盛有氫氣的集氣瓶的放置方法

盛有氫氣的集氣瓶的放置方法

1.用氧化亞銅作催化劑并用紫外線照射從水中制取氫氣。

2.用新型的鉬的化合物做催化劑從水中制取氫氣。

3.用光催化劑反應和超聲波照射把水完全分解的方法。

4.陶瓷跟水反應制取氫氣。

5.生物質快速裂解油制取氫氣。

6.從微生物中提取的酶制氫氣。

7.用細菌制取氫氣。

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制取氫氣。

利用太陽能從生物質和水中制取氫氣是最佳的制取氫氣的方法。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。怎樣制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.硼和水蒸氣在高溫下反應制取氫氣，化學方程式為2B+6H2O=高溫=2H3BO3+3H2

新型制氫

氫作為一種清潔能源已被廣泛重視，并普遍作為燃料電池的動力源，然而制取氫的傳統方法成本高，技術復雜。美國研究人員日前開發出一種利用木屑或農業廢棄物的纖維素制取氫的技術，有望解決氫制取費用高的難題。

來自美國弗吉尼亞理工大學、橡樹嶺國家實驗室等機構的研究人員發表報告說，他們把14種酶、1種輔酶、纖維素原料和加熱到32攝氏度左右的水混合，制造出純度足以驅動燃料電池的氫氣。

研究人員說，他們的“一鍋燴”過程有不少進步，比如采用與眾不同的酶混合物，還提高了氫氣的生成速度。此外，除了把纖維素中分解出的糖轉化為化學能量外，這一過程還可產出高質量的氫。

研究人員說，他們主要使用從木屑中分解的纖維素原料制取氫，不過也可以使用稻草、廢棄的莊稼稈等。木屑或農業廢棄物資源非常豐富，利用它們制取氫，不僅可降低制造成本，而且將大大擴大生產氫的原料資源。

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