氫氣的性質(zhì)及工業(yè)生產(chǎn)方法

【專家解說】：沸點：-252.77℃；熔點：-259.2℃；密度：0.09kg/m3；相對分子質(zhì)量：2.016 工業(yè)制法 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院氣體廠就用水電解法制氫。 利用電解飽和食鹽水產(chǎn)生氫氣 　　如2NaCl+2H2O=電解=2NaOH+Cl2↑+H2↑ 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、焦爐煤氣冷凍制氫 把經(jīng)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(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)。 　　利用電解飽和食鹽水產(chǎn)生氫氣 　　如2NaCl+2H2O=電解=2NaOH+Cl2↑+H2↑ 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。 七、鐵與水蒸氣反應制氫 　　但品質(zhì)較差，此系較陳舊的方法現(xiàn)已基本淘汰