工業(yè)用氫氣的主要來源有幾種

【專家解說】：氫氣的工業(yè)制法之一
氫氣是一種重要的工業(yè)氣體.工業(yè)上制取氫氣,依據(jù)原料、設(shè)備和成本情況,以及對氫氣純度的要求,可分別采取以下多種方法制取.①電解法將直流電通過鉑電極（或其它惰性材料）通入水中,在陰極可以得到氫氣,純度高達99.5~99.8%：

氯堿工業(yè)電解飽和食鹽水制氯氣和燒堿時,也同時得到副產(chǎn)品氫氣：

②水煤氣轉(zhuǎn)化法　 將水蒸氣通過熾熱的焦炭層制得水煤氣：

然后將水煤氣跟水蒸氣混合,以氧化鐵為催化劑,使水煤氣中的CO轉(zhuǎn)化為CO2：

二氧氣化碳溶于水,通過加壓水洗即得到較純凈的氫氣.
③烴類裂解法　 碳?xì)浠衔锝?jīng)過高溫裂解,裂解氣中含有大量氫氣,經(jīng)過低溫冷凍系統(tǒng),可得到90%的氫氣.如甲烷裂

④烴類蒸氣轉(zhuǎn)化法　 碳?xì)浠衔镌诟邷睾痛呋瘎┑淖饔孟屡c水蒸氣作用,可以得到主要含氫氣和一氧化碳的一種混合氣體,例如：

用分子篩吸附法或水煤氣轉(zhuǎn)化法除去CO,可得到純凈的氫氣.天然氣、油田氣和煉廠氣（石油煉制廠的副產(chǎn)氣體）等都可用烴類裂解法和烴類蒸氣轉(zhuǎn)化法得到氫氣.
氫氣的工業(yè)制法之二
工業(yè)上制取氫氣有下列幾種方法：
（1）電解水法　 在電解槽中,電解25%NaOH溶液,溫度控制在80~85℃,在陰極上析出氫氣,在陽極上析出氧氣.
在陰極上　 4H++4e===2H2
在陽極上　 4OH-====2H2O+O2+4e
因為H+和OH-來自H2O的電離,所以電解H2O的反應(yīng)是：

用這種方法制得的氫氣,含雜質(zhì)很少,其純度為99.7%~99.8%.
（2）電解食鹽水法　 在氯堿工業(yè)中,電解食鹽的飽和溶液,溫度控制在70~80℃,除得到氯氣和氫氧化鈉外,同時可制得氫氣.主要反應(yīng)如下：
在陽極上　 2Cl-====Cl2+2e
在陰極上　 2H++2e====H2
在陰極附近積集了OH-離子和Na+離子.

（3）水煤氣轉(zhuǎn)化法先將水蒸氣通過灼熱的無煙煤或焦炭,制得水煤氣：

再將水煤氣與過量水蒸氣混合,在450~550℃和催化劑的作用下,使水煤氣中的一氧化碳轉(zhuǎn)化為二氧化碳,并增加了混合氣體中氫氣的含量.

最后將二氧化碳和氫氣的混合氣體加壓（12~30大氣壓）,經(jīng)過水洗或用氨水吸收以除去二氧化碳,而分離出氫氣.
（4）從天然氣、煉廠氣（石油煉制廠的副產(chǎn)氣體）、油田氣等氣體燃料中獲得氫氣.
在這些燃料氣體中都含有大量的碳?xì)浠衔?在一定條件下,可以和水蒸氣或氧氣反應(yīng),生成一氧化碳和氫氣.例如,以甲烷為主要成分的天然氣（甲烷含量在95%以上）和水蒸氣在800~1000℃時以鎳為催化劑,即可轉(zhuǎn)化為一氧化碳和氫氣.
又如,在煉廠氣中含有氫氣和甲烷9~40%,其它碳?xì)浠衔?1~60%,在高溫下,借催化劑的作用,將氧氣和過量的煉廠氣進行部分氧化反應(yīng),可制得一氧化碳和氫氣.

從上述一氧化碳和氫氣的混合氣體分離出氫氣的方法,與水煤氣轉(zhuǎn)化法相同.
氫氣的工業(yè)制法之三
工業(yè)上制氫氣要考慮到原料、能量來源、成本和設(shè)備情況,也要根據(jù)所需氫氣的純度和用量來制造氫氣,現(xiàn)把主要方法簡介于下：
一、電解水制氫
多采用鐵為陰極面,鎳為陽極面的串聯(lián)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(chǎn)品純度大,可直接生產(chǎn)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(yè)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(yè)中制鎢、鉬、硬質(zhì)合金等用的還原劑,③制取多晶硅、鍺等半導(dǎo)體原材料,④油脂氫化,⑤雙氫內(nèi)冷發(fā)電機中的冷卻氣等.像北京電子管廠和科學(xué)院氣體廠就用水電解法制氫.
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(yīng)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(zhuǎn)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(chǎn)量很大,設(shè)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(shù)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(chǎn)的氫氣產(chǎn)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

也在有些地方采用（如美國的Bay、way和Batan Rougo加氫工廠等）.
四、焦?fàn)t煤氣冷凍制氫
把經(jīng)初步提凈的焦?fàn)t氣冷凍加壓,使其他氣體液化而剩下氫氣.此法在少數(shù)地方采用（如前蘇聯(lián)的Ke Mepobo工廠）.
五、電解食鹽水的副產(chǎn)氫
在氯堿工業(yè)中副產(chǎn)多量較純氫氣,除供合成鹽酸外還有剩余,也可經(jīng)提純生產(chǎn)普氫或純氫.像化工二廠用的氫氣就是電解鹽水的副產(chǎn).
六、釀造工業(yè)副產(chǎn)
用玉米發(fā)酵丙酮、丁醇時,發(fā)酵罐的廢氣中有1/3以上的氫氣,經(jīng)多次提純后可生產(chǎn)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(zhì)（如少量N2）可制取純氫（99.99%以上）,像北京釀酒廠就生產(chǎn)這種副產(chǎn)氫,用來燒制石英制品和供外單位用.