Ⅰ 工業是如何生產氫氣的
工廠生產方法有:
1、電解水制氫.
水電解制氫是目前應用較廣且比較成熟的方法之一。水為原料制氫過程是氫與氧燃燒生成水的逆過程,因此只要提供一定形式一定能量,則可使水分解。提供電能使水分解製得氫氣的效率一般在75-85%,其工藝過程簡單,無污染,但消耗電量大,因此其應用受到一定的限制。利用電網峰谷差電解水制氫,作為一種貯能手段也具有特點。我國水力資源豐富,利用水電發電,電解水制氫有其發展前景。太陽能取之不盡,其中利用光電制氫的方法即稱為太陽能氫能系統,國外已進行實驗性研究。隨著太陽電池轉換能量效率的提高,成本的降低及使用壽命的延長,其用於制氫的前景不可估量。同時,太陽能、風能及海洋能等也可通過電製得氫氣並用氫作為中間載能體來調節,貯存轉化能量,使得對用戶的能量供應更為靈活方便。供電系統在低谷時富餘電能也可用於電解水制氫,達到儲能的目的。我國各種規模的水電解制氫裝置數以百計,但均為小型電解制氫設備,其目的均為制提氫氣作料而非作為能源。隨著氫能應用的逐步擴大,水電解制氫方法必將得到發展。
2、礦物燃料制氫
以煤、石油及天然氣為原料製取氫氣是當今製取氫氣是主要的方法。該方法在我國都具有成熟的工藝,並建有工業生產裝置。
(1)煤為原料製取氫氣
在我國能源結構中,在今後相當長一段時間內,煤炭還將是主要能源。如何提高煤的利用效率及減少對環境的污染是需不斷研究的課題,將煤炭轉化為氫是其途徑之一。
以煤為原料製取含氫氣體的方法主要有兩種:一是煤的焦化(或稱高溫干餾),二是煤的氣化。焦化是指煤在隔絕空氣條件下,在90-1000℃製取焦碳副產品為焦爐煤氣。焦爐煤氣組成中含氫氣55-60%(體積)甲烷23-27%、一氧化碳6-8%等。每噸煤可得煤氣300-350m3,可作為城市煤氣,亦是製取氫氣的原料。煤的氣化是指煤在高溫常壓或加壓下,與氣化劑反應轉化成氣體產物。氣化劑為水蒸汽或氧所(空氣),氣體產物中含有氫有等組份,其含量隨不同氣化方法而異。我國有大批中小型合成氫廠,均以煤為原料,氣化後製得含氫煤氣作為合成氨的原料。這是一種具有我國特點的取得氫源方法。採用OGI固定床式氣化爐,可間歇操作生產製得水煤氣。該裝置投資小,操作容易,其氣體產物組成主要是氫及一氧化碳,其中氫氣可達60%以上,經轉化後可製得純氫。採用煤氣化制氫方法,其設備費占投資主要部分。煤地下氣化方法近數十年已為人們所重視。地下氣化技術具有煤 資源利用率高及減少或避免地表環境破壞等優點。中國礦業大學餘力等開發並完善了"長通道、大斷 面、兩階段地下煤氣化"生產水煤氣的新工藝,煤氣中氫氣含量達50%以上,在唐山劉庄已進行工業性試運轉,可日產水煤氣5萬m3,如再經轉化及變壓吸附法提純可製得廉價氫氣,該法在我國具有一定開發前景.我國對煤制氫技術的掌握已有良好的基礎,特別是大批中小型合成氨廠的制氫裝置遍布各地,為今後提供氫源創造了條件。我國自行開發的地下煤氣化制水煤氣獲得廉價氫氣的工藝已取得 階段成果,具有開發前景,值得重視。
(2)以天然氣或輕質油為原料製取氫氣
該法是在催化劑存在下與水蒸汽反應轉化製得氫氣。主要發生下述反應:
CH4+H2O→CO+H2
CO+H2O→COZ+HZ
CnH2h+2+Nh2O→nCO+(Zh+l)HZ
反應在800-820℃下進行。從上述反應可知,也有部分氫氣來自水蒸汽。用該法製得的氣體組成中,氫氣含量可達74%(體積),其生產成本主要取決於原料價格,我國輕質油價格高,制氣成本貴,採用受到限制。大多數大型合成氨合成甲醇工廠均採用天然氣為原料,催化水蒸汽轉化制氫的工藝。我國在該領域進行了大量有成效的研究工作,並建有大批工業生產裝置。我國曾開發採用間歇式天然氣蒸汽轉化制氫工藝,製取小型合成氨廠的原料,這種方法不必用采高溫合金轉化爐,裝置投資成本低。以石油及天然氣為原料制氫的工藝已十分成熟,但因受原料的限制目前主要用於製取化工原料。
(3)以重油為原料部分氧化法製取氫氣
重油原料包括有常壓、減壓渣油及石油深度加工後的燃料油,重油與水蒸汽及氧氣反應製得含氫
氣體產物。部分重油燃燒提供轉化吸熱反應所需熱量及一定的反應溫度。該法生產的氫氣產物成本
中,原料費約佔三分之一,而重油價格較低,故為人們重視。我國建有大型重油部分氧化法制氫裝置,用於製取合成氫的原料。
Ⅱ 制氫的全部方法
1、太陽能電解水制氫。電解水制氫是目前應用較廣且比較成熟的方法,效率較高,但耗電大,用常規電制氫成本比較高。
2、太陽能熱分解水制氫。將水或水蒸氣加熱到3000K(K是熱力學單位,3000K約等於3273℃)以上,水中的氫和氧便能分解。這種方法制氫效率高,但需要高倍聚光器才能獲得如此高的溫度。
3、太陽能熱化學循環制氫。在水中加入一種或幾種中間物,然後加熱到較低溫度,經歷不同的反應階段,最終將水分解成氫和氧,而中間物不消耗,可循環使用。產生污染是這種制氫方法的主要問題。
4、太陽能光化學分解水制氫。這一制氫過程與上述熱化學循環制氫有相似之處,在水中添加某種光敏物質作催化劑,增加對陽光中長波光能的吸收,利用光化學反應制氫。
(2)制氫的上市公司擴展閱讀
太陽能制氫方法步驟
典型的光電化學分解太陽池由光陽極和陰極構成。光陽極通常為光半導體材料,受光激發可以產生電子空穴對,光陽極和對極(陰極)組成光電化學池,在電解質存在下光陽極吸光後在半導體帶上產生的電子通過外電路流向陰極,水中的氫離子從陰極上接受電子產生氫氣。
半導體光陽極是影響制氫效率最關鍵的因素。應該使半導體光吸收限盡可能地移向可見光部分,減少光生載流子之間的復合,以及提高載流子的壽命。光陽極材料研究得最多的是TiO2。TiO2作為光陽極,耐光腐蝕,化學穩定性好。而它禁帶寬度大,只能吸收波長小於387nm的光子。
Ⅲ 制氫的研究現狀和發展前景
化石燃料有限的儲量使人類正面臨著前所未有的能源危機。同時其燃燒產物被排放到大氣中加速了溫室效應。氫氣具有含量豐富、燃燒熱值高、能量密度大、熱效率高、清潔無污染以及輸送成本低以及用途廣泛等優點川,被認為最有可能成為化石燃料的替代能源。 氫氣是一種理想的能源,具有轉化率高、可再生和無污染等優點。與傳統制氫方法相比,生物制氫技術的能耗低,對環境無害,其中的厭氧發酵生物制氫已經越來越受到人們的重視。主要介紹了厭氧發酵生物制氫技術的方法和機理,分析了生物制氫的可行性,結合國內外研究現狀提出了未來的發展方向。 全球石油儲量不斷減少。最新研究表明:按目前全球消費趨勢,球上可採集石油資源最多能使用到21世紀末。石化、燃煤能源使用,還帶來嚴重大氣環境污染,人們日益感覺到開發綠色可再生能源急迫性,研究和開發新能源被提到緊迫議事日程。2000年7—8月美國《未來學家》雜志刊登了美國喬治·華盛頓大學專家對21世紀前10年內十大科技發展趨勢預測,其中第二條是燃料電池汽車問世,福特和豐田公司實驗性燃料電池汽車將2004年上市。第九條是替代能源挑戰石油能源,風能、太陽能、熱、生物能和水力發電將佔到全部能源需求30%。這兩條實際上都是新型能源開發利用。我國「十五」國家重點開發技術項目中也將新型能源開發利用放極為重要位置。目前,人們對風能、太陽能開發已經有了相當研究,並已到了進行加以直接使用階段,生物能研究也取了重要進展,如何將所獲能量儲存起來,如何將能量轉化為交通工具可利用清潔高效能源,是一亟待解決重要課題。 內容摘要
2生物制氮技術研究進展
2.1傳統制氫工藝方法
傳統制氫工藝方法有:電解水;烴類水蒸汽重整制氫方法及重油(或渣油)部分氧化重整制氫方法。電解水方法制氫是目前應用較廣且比較成熟方法之一。水為原料制氫工程是氫與氧燃燒生成水逆過程,提供一定形式一定能量,則可使水分解成氫氣和氧氣。提供電能使水分解制氫氣效率一般75%-85%。其中工藝過程簡單,無污染,但消耗電量大,其應用受到一定限制。目前電解水工藝、設備均不斷改進,但電解水制氫能耗仍然很高。烴類水蒸汽重整制氫反應是強吸熱反應,反應時需外部供熱。熱效率較低,反應溫度較高,反應過程中水大量過量,能耗較高,造成資源浪費。重油氧化制氫重整方法,反應溫度較高,制氫純度低,利於能源綜合利用。
2.2新型生物制氫工藝發展
氫氣用途日益廣泛,其需求量也迅速增加。傳統制氫方法均需消耗大量不可再生能源,不適應社會發展需求。生物制氫技術作為一種符合可持續發展戰略課題,已世界上引起了廣泛重視。如德國、以色列、日本、葡萄牙、俄羅斯、瑞典、英國、美國都投入了大量人力物力對該項技術進行研究開發。近幾年,美國每年生物制氫技術研究費用平均為幾百萬美元,而日本這研究領域每年投資則是美國5倍左右,,日本和美國等一些國家為此還成立了專門機構,並建立了生物制氫發展規劃,以期對生物制氫技術基礎和應用研究,使21世紀中葉使該技術實現商業化生產。日本,由能源部主持氫行動計劃,確立最終目標是建立一個世界范圍能源網路,以實現對可再生能源--氫有效生產,運輸和利用。該計劃從1993年到2020年橫跨了28年。
生物制氫課題最先由Lewis於1966年提出,20世紀70年代能源危機引起了人們對生物制氫廣泛關注,並開始進行研究。生物質資源豐富,是重要可再生能源。生物質可氣化和微生物催化脫氫方法制氫。生理代謝過程中產生分子氫,可分為兩個主要類群:
l、包括藻類和光合細菌內光合生物;Rhodbacter8604,R.monas2613,R.capsulatusZ1,R.sphaeroides等光合生物研究已經開展並取了一定成果。
2、諸如兼性厭氧和專性厭氧發酵產氫細菌。目前以葡萄糖,污水,纖維素為底物並不斷改進操作條件和工藝流程研究較多。中國此方面研究也取了一些進展,任南形琪等1990年就開始開展生物制氫技術研究,並於1994年提出了以厭氧活性污泥為氫氣原料有機廢水發酵法制氫技術,利用碳水化合物為原料發酵法生物制氫技術。該技術突破了生物制氫技術必須採用純菌種和固定技術局限,開創了利用非固定化菌種生產氫氣新途徑,並首次實現了中試規模連續流長期生產持續產氫。此基礎上,他們又先後發現了產氫能力很高乙醇發酵類型發明了連續流生物制氫技術反應器,初步建立了生物產氫發酵理論,提出了最佳工程式控制制對策。該項技術和理論成果中試研究中到了充分驗證:中試產氫能力達5.7m3H2/m3.d,制氫規模可達500-1000m3/m3,且生產成本明顯低於目前廣泛採用水電解法制氫成本。
生物制氫過程可以分為5類:
(1)利用藻類青藍菌生物光解水法;
(2)有機化合物光合細菌(PSB)光分解法;
(3)有機化合物發酵制氫;
(4)光合細菌和發酵細菌耦合法制氫;
(5)酶催化法制氫。
目前發酵細菌產氫速率較高,對條件要求較低,具有直接應用前景。但PSB光合產氫速率比藻類快,能量利用率比發酵細菌高,且能將產氫與光能利用、有機物去除有機耦合一起,相關研究也最多,也是最具有潛應用前景方法之一。生物制氫全過程中,氫氣純化與儲存也是一個很關鍵問題。生物法制氫氣含量通常為60%-90%(體積分數),氣體中可能混有CO2、O2和水蒸氣等。可以採用傳統化工方法來,如50%(質量分數)KOH溶液、苯三酚鹼溶液和乾燥器或冷卻器。氫氣幾種儲存方法(壓縮、液化、金屬氫化物和吸附)中,納米材料吸附儲氫是目前被認為最有前景。
2.3目前研究中存問題縱觀生物技術研究各階段,比較而言,對藻類及光合細菌研究要遠多於對發酵產氫細菌研究。傳統觀點認為,微生物體內產氫系統(主氫化酶)很不穩定,進行細胞固定化才可能實現持續產氫。,迄今為止,生物制氫研究中大多採用純菌種固定化技術。
,該技術中也有不可忽視不足。首先,細菌包埋技術是一種很復雜工藝,且要求有與之相適應菌種生產及菌體固定化材料加工工藝,這使制氫成本大幅度增加;第二,細胞固定化形成顆粒內部傳質阻力較大,使細胞代謝產物顆粒內部積累而對生物產生反饋抑制和阻遏作用,使生物產氫能力降低;第三,包埋劑或其它基質使用,勢必會占據大量有效空間,使生物反應器生物持有量受到限制,限制了產氫率和總產量提高。現有研究大多為實驗室內進行小型試驗,採用批式培養方法居多,利用連續流培養產氫報道較少。試驗數據亦為短期試驗結果,連續穩定運行期超過40天研究實例少見報道。即便是瞬時產氫率較高,長期連續運行能否獲較高產氫量尚待探討。,生物技術欲達到工業化生產水平尚需多年努力。
3、展望氫是高效、潔凈、可再生二次能源,其用途越來越廣泛,氫能應用將勢不可當進人社會生活各個領域。氫能應用日益廣泛,氫需求量日益增加,開發新制氫工藝勢必行,從氫能應用長遠規劃來看開發生物制氫技術是歷史發展必然趨勢。
開發中國生物制氫技術需要做到以下政策和軟體支持:
(1)勵大宣傳。人是生物能源生產主體和消費主體,有必要輿論宣傳加強人們對生物能源認識;
(2)加大政府投資和扶持。新生物能源初始商業化階段要進行減免稅等優惠政策;
(3)借鑒國外經驗。充分調動方和工業界積極性八
(4)加強高校對生物能源教育及研究。人們對生物能源認識不斷加深,政府扶持力度加大和研究深人,生物制氫綠色能源生產技術將會展現出它更大開發潛力和應用價值。
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Ⅳ 制氫的主要方法和方程式
制氫現在行業里最主要的是甲醇制氫比較普遍,2萬以上有氣源適用於天然氣制氫,對於氫氣純度要求很高的適用於水電解制氫,這個成本也會很高,還有煤氣制氫,焦化干氣提氫等。山東藍博甲醇制氫。
Ⅳ 目前制氫的方法有哪些
(1)太陽能電解水制氫。電解水制氫是目前應用較廣且比較成熟的方法,效率較高,但耗電大,用常規電制氫成本比較高。
(2)太陽能熱分解水制氫。將水或水蒸氣加熱到3000K(K是熱力學單位,3000K約等於3273℃)以上,水中的氫和氧便能分解。這種方法制氫效率高,但需要高倍聚光器才能獲得如此高的溫度。
(3)太陽能熱化學循環制氫。在水中加入一種或幾種中間物,然後加熱到較低溫度,經歷不同的反應階段,最終將水分解成氫和氧,而中間物不消耗,可循環使用。產生污染是這種制氫方法的主要問題。
(4)太陽能光化學分解水制氫。這一制氫過程與上述熱化學循環制氫有相似之處,在水中添加某種光敏物質作催化劑,增加對陽光中長波光能的吸收,利用光化學反應制氫。
(5)生物光合作用制氫。科學家發現,蘭綠藻等許多藻類在無氧環境中適應一段時間,在一定條件下都可以進行光合放氫。目前,由於對光合作用和藻類放氫機理了解還不夠,藻類放氫的效率很低,目前還不能實現工業化產氫。
Ⅵ 國內的吸氫機哪個品牌的比較好
市面上已經有科力恩、nonabubbles、索物優、氫力泉等品牌吸氫機(有的廠家叫氫呼吸機、家用制氫機、氫氣康養機),氫氣的親民性有可能改變人類的保健衛生方式,吸氫機可能會進入每一個家庭,選購氫氣呼吸機就需要注意很多方面。
■關於氫氣呼吸機的制氫原理
這種小范圍的家用吸氫機的制氫原理,一般都是採用質子膜SPE制氫原理,產生的氫氣應該是純凈的氫氣(99.99%以上就認為是純氫)。
1、工業制氫的途徑很多,一般來說工業制氫目前不會採用電解水制氫,不過光催化分解水制氫以及太陽能光解水制氫,有望成為極具潛力的制氫方式,未來可能為氫動力汽車提供廉價的氫能源。
2、質子膜SPE制氫的核心部件就是制氫原件,核心材料就是質子膜,一般採用杜邦質子膜的效益和性能較高。原理是純水循環通過制氫部件,氫氣通過質子膜從一側排出,產生的氧氣隨水到達水箱後排出。
3、工業制氫中還有一種制氫方法是普通電解制氫,比如目前應用在氫氧焊、車載氫氧機上面的,都是採用純水+鹼液的方法制氫,添加鹼液是為了提高制氫效率,這種方法應用在氫醫學的氫氣呼吸機上面,顯然不適合。
■水電解稱氫和氧,那麼氧氣去哪裡了
1、水電解成33%左右的氫和66%左右的氧,如果機器出來供呼吸機使用的是純氫,那麼氧氣一般是通過水循環排出機器。
2、如果氫氣呼吸機出來的是氫和氧的混合氣體供人體呼吸,那麼就是氫氧混合,目前市面上只有極少數氫氣呼吸機採用這種模式,潓美氫氧霧化機就是氫氧混合的。
3、氫氣與空氣混合的爆照極限是:氫氣爆炸極限是4.0%~75.6%(體積濃度),就是如果氫氣在空氣中的體積濃度在4.0%~75.6%之間時,遇火源就會爆炸,而當氫氣濃度小於4.0%或大於75.6%時,即使遇到火源,也不會爆炸。
4、所以導管中出來的是純凈氫氣排放到大氣中,這個時候就可以用打火機點燃,而氫氧混合的與發哦火花有爆炸的危險。
5、爆炸是由於在有限的空間中劇烈燃燒(或者反映)產生的。
■影響氫氣呼吸機的其他因素
1、左右氫呼吸機質量的核心是制氫方式和核心制氫原件,當然一款家用吸氫機還有很多制約質量的因素。
2、易於使用這點對於家用的要求更加高,明顯的有定時器對於使用很方便,那樣在睡覺的時候也可以吸氫,一般定時的形式有2個小時自動關機,或者30/60/120分鍾定時調節。
3、使用是不是方便,首先體現在使用的水質
Ⅶ 節能風電這只股索目前股價還不到四元。其公司已掌握由風電制氫的技術。其技術
主要是大家不能判斷這個信息的真假,所以股價還沒有反應。