一、工业制造。
1、电解水制氢多采用串联电解槽(形似压滤机)来解苛性钾或苛性钠的水溶液,多采用铁作为阴极面的串联电解槽。阳极出氧,阴极出氢。本法成本较高,但产品纯度较高,直接得到纯度大于99.7%的氢气。这类氢气纯度常供:①用于电子、仪器、仪表工业中的还原剂、保护气及对坡莫合金的热处理等;②在粉末冶金工业中制钨、钼、硬质合金等用的还原剂;③制取多晶硅、锗等半导体原材料,用于石油化工;例如,北京电子管制厂和科学院气体厂都采用水力法来制氢。用饱和的食盐电解生产氢。
如果2NaCl+2H--O=2NaOH+Cl-=2NaOH+Cl_+。
2、水气法氢气是以无烟煤或焦炭为原料,在高温下与水蒸气反应而产生水煤气(C+H.O→CO+H-热)。纯化后,再使其与水蒸气通过触媒,将其中的CO转化为CO(CO+H—O→CO)(CO+H—O→CO)可得含氢量在80%以上的气体,再通过一次触媒将其与水蒸气一起,使其中的CO转化为一氧化碳(CO+H-O→CO)溶液中的CO(H+O→CO)溶液中的CO(HO)溶液中除去残存的CO。有些地方也用CO和H2来合成甲醇,还有一些地方用80%氢的不太纯气体作为人工液体燃料。这种方法多用于北京化工实验厂和一些地方的小氮肥厂。
3、石油裂解合成气和天然气制氢副产氢气是生产氢气的主要原料,通常用于汽油加氢、石油化工和化肥厂所需的氢气,世界上许多国家都采用这种制氢方法,而在中国的石油化工基地,如在庆化肥厂,渤海油田的石油化工基地等都用这一点。
4、焦炉煤气冷冻制氢是先提净焦炉气冷冻压力,再将其它气体液化,留下氢气。该法律在一些地方得到了应用(如前苏联的KeMepobo工厂)。
5、电解食盐水副产氢在氯碱工业中产生的多量比纯氢气多,除供合成盐酸外,还可经精制普氢或纯氢。如化工二厂用氢,是电解盐水的副产。
用饱和的食盐电解生产氢。
如果2NaCl+2H--O=2NaOH+Cl-=2NaOH+Cl_+。
6、酿造工业副产。
以玉米为原料进行丙酮、丁醇发酵时,发酵罐废气中含有超过1/3的氢气,经多次净化可产生普氢(97%以上);将普氢通过液氮冷却至—100℃以下的硅胶列管中,进一步去除杂质(如N2)可制得纯氢(99.99%以上),如北京酿酒厂生产这种副产氢,用液氮冷却至—100℃以下的硅胶列管中,进一步除去杂质(如N2)可制得纯氢(99.99%以上)。
氢的生产和用途;
二、工业用途:
1、制氢设备造出的氢气是主要的工业原料,也是重要工业气体和特种气体,广泛应用于石油化工、电子工业、冶金工业、食品加工、浮法玻璃、精细有机合成、航空航天等领域。氢气是一种理想的二次能源。通常,氢极易与氧结合。这一性质使得它成为生产过程中防止氧化的天然还原剂。本文介绍了在玻璃高温加工工艺和电子微芯片制造过程中,在氮气保护气体中加入氢以去除残留氧。石油化工中,原油需要通过脱硫和氢化裂解的方法进行加氢处理。氢气的另一种重要用途是在人造黄油、食用油、洗发精、润滑剂、家用清洁剂和其他产品中产生脂肪氢化。因为氢气的高燃性,航天工业用液氢作燃料。
2、用作合成氨、合成甲醇、合成盐酸、石油炼制加氢脱硫剂等的原料。
三、医用:
制氢设备造出氢对中枢神经系统疾病的治疗作用及氢气生物学效应发现以来,氢气对以脑血管疾病为代表的中枢神经系统疾功能紊乱有明显的保护作用。