Ⅰ 工业是如何生产氢气的
工厂生产方法有:
1、电解水制氢.
水电解制氢是目前应用较广且比较成熟的方法之一。水为原料制氢过程是氢与氧燃烧生成水的逆过程,因此只要提供一定形式一定能量,则可使水分解。提供电能使水分解制得氢气的效率一般在75-85%,其工艺过程简单,无污染,但消耗电量大,因此其应用受到一定的限制。利用电网峰谷差电解水制氢,作为一种贮能手段也具有特点。我国水力资源丰富,利用水电发电,电解水制氢有其发展前景。太阳能取之不尽,其中利用光电制氢的方法即称为太阳能氢能系统,国外已进行实验性研究。随着太阳电池转换能量效率的提高,成本的降低及使用寿命的延长,其用于制氢的前景不可估量。同时,太阳能、风能及海洋能等也可通过电制得氢气并用氢作为中间载能体来调节,贮存转化能量,使得对用户的能量供应更为灵活方便。供电系统在低谷时富余电能也可用于电解水制氢,达到储能的目的。我国各种规模的水电解制氢装置数以百计,但均为小型电解制氢设备,其目的均为制提氢气作料而非作为能源。随着氢能应用的逐步扩大,水电解制氢方法必将得到发展。
2、矿物燃料制氢
以煤、石油及天然气为原料制取氢气是当今制取氢气是主要的方法。该方法在我国都具有成熟的工艺,并建有工业生产装置。
(1)煤为原料制取氢气
在我国能源结构中,在今后相当长一段时间内,煤炭还将是主要能源。如何提高煤的利用效率及减少对环境的污染是需不断研究的课题,将煤炭转化为氢是其途径之一。
以煤为原料制取含氢气体的方法主要有两种:一是煤的焦化(或称高温干馏),二是煤的气化。焦化是指煤在隔绝空气条件下,在90-1000℃制取焦碳副产品为焦炉煤气。焦炉煤气组成中含氢气55-60%(体积)甲烷23-27%、一氧化碳6-8%等。每吨煤可得煤气300-350m3,可作为城市煤气,亦是制取氢气的原料。煤的气化是指煤在高温常压或加压下,与气化剂反应转化成气体产物。气化剂为水蒸汽或氧所(空气),气体产物中含有氢有等组份,其含量随不同气化方法而异。我国有大批中小型合成氢厂,均以煤为原料,气化后制得含氢煤气作为合成氨的原料。这是一种具有我国特点的取得氢源方法。采用OGI固定床式气化炉,可间歇操作生产制得水煤气。该装置投资小,操作容易,其气体产物组成主要是氢及一氧化碳,其中氢气可达60%以上,经转化后可制得纯氢。采用煤气化制氢方法,其设备费占投资主要部分。煤地下气化方法近数十年已为人们所重视。地下气化技术具有煤 资源利用率高及减少或避免地表环境破坏等优点。中国矿业大学余力等开发并完善了"长通道、大断 面、两阶段地下煤气化"生产水煤气的新工艺,煤气中氢气含量达50%以上,在唐山刘庄已进行工业性试运转,可日产水煤气5万m3,如再经转化及变压吸附法提纯可制得廉价氢气,该法在我国具有一定开发前景.我国对煤制氢技术的掌握已有良好的基础,特别是大批中小型合成氨厂的制氢装置遍布各地,为今后提供氢源创造了条件。我国自行开发的地下煤气化制水煤气获得廉价氢气的工艺已取得 阶段成果,具有开发前景,值得重视。
(2)以天然气或轻质油为原料制取氢气
该法是在催化剂存在下与水蒸汽反应转化制得氢气。主要发生下述反应:
CH4+H2O→CO+H2
CO+H2O→COZ+HZ
CnH2h+2+Nh2O→nCO+(Zh+l)HZ
反应在800-820℃下进行。从上述反应可知,也有部分氢气来自水蒸汽。用该法制得的气体组成中,氢气含量可达74%(体积),其生产成本主要取决于原料价格,我国轻质油价格高,制气成本贵,采用受到限制。大多数大型合成氨合成甲醇工厂均采用天然气为原料,催化水蒸汽转化制氢的工艺。我国在该领域进行了大量有成效的研究工作,并建有大批工业生产装置。我国曾开发采用间歇式天然气蒸汽转化制氢工艺,制取小型合成氨厂的原料,这种方法不必用采高温合金转化炉,装置投资成本低。以石油及天然气为原料制氢的工艺已十分成熟,但因受原料的限制目前主要用于制取化工原料。
(3)以重油为原料部分氧化法制取氢气
重油原料包括有常压、减压渣油及石油深度加工后的燃料油,重油与水蒸汽及氧气反应制得含氢
气体产物。部分重油燃烧提供转化吸热反应所需热量及一定的反应温度。该法生产的氢气产物成本
中,原料费约占三分之一,而重油价格较低,故为人们重视。我国建有大型重油部分氧化法制氢装置,用于制取合成氢的原料。
Ⅱ 制氢的全部方法
1、太阳能电解水制氢。电解水制氢是目前应用较广且比较成熟的方法,效率较高,但耗电大,用常规电制氢成本比较高。
2、太阳能热分解水制氢。将水或水蒸气加热到3000K(K是热力学单位,3000K约等于3273℃)以上,水中的氢和氧便能分解。这种方法制氢效率高,但需要高倍聚光器才能获得如此高的温度。
3、太阳能热化学循环制氢。在水中加入一种或几种中间物,然后加热到较低温度,经历不同的反应阶段,最终将水分解成氢和氧,而中间物不消耗,可循环使用。产生污染是这种制氢方法的主要问题。
4、太阳能光化学分解水制氢。这一制氢过程与上述热化学循环制氢有相似之处,在水中添加某种光敏物质作催化剂,增加对阳光中长波光能的吸收,利用光化学反应制氢。
(2)制氢的上市公司扩展阅读
太阳能制氢方法步骤
典型的光电化学分解太阳池由光阳极和阴极构成。光阳极通常为光半导体材料,受光激发可以产生电子空穴对,光阳极和对极(阴极)组成光电化学池,在电解质存在下光阳极吸光后在半导体带上产生的电子通过外电路流向阴极,水中的氢离子从阴极上接受电子产生氢气。
半导体光阳极是影响制氢效率最关键的因素。应该使半导体光吸收限尽可能地移向可见光部分,减少光生载流子之间的复合,以及提高载流子的寿命。光阳极材料研究得最多的是TiO2。TiO2作为光阳极,耐光腐蚀,化学稳定性好。而它禁带宽度大,只能吸收波长小于387nm的光子。
Ⅲ 制氢的研究现状和发展前景
化石燃料有限的储量使人类正面临着前所未有的能源危机。同时其燃烧产物被排放到大气中加速了温室效应。氢气具有含量丰富、燃烧热值高、能量密度大、热效率高、清洁无污染以及输送成本低以及用途广泛等优点川,被认为最有可能成为化石燃料的替代能源。 氢气是一种理想的能源,具有转化率高、可再生和无污染等优点。与传统制氢方法相比,生物制氢技术的能耗低,对环境无害,其中的厌氧发酵生物制氢已经越来越受到人们的重视。主要介绍了厌氧发酵生物制氢技术的方法和机理,分析了生物制氢的可行性,结合国内外研究现状提出了未来的发展方向。 全球石油储量不断减少。最新研究表明:按目前全球消费趋势,球上可采集石油资源最多能使用到21世纪末。石化、燃煤能源使用,还带来严重大气环境污染,人们日益感觉到开发绿色可再生能源急迫性,研究和开发新能源被提到紧迫议事日程。2000年7—8月美国《未来学家》杂志刊登了美国乔治·华盛顿大学专家对21世纪前10年内十大科技发展趋势预测,其中第二条是燃料电池汽车问世,福特和丰田公司实验性燃料电池汽车将2004年上市。第九条是替代能源挑战石油能源,风能、太阳能、热、生物能和水力发电将占到全部能源需求30%。这两条实际上都是新型能源开发利用。我国“十五”国家重点开发技术项目中也将新型能源开发利用放极为重要位置。目前,人们对风能、太阳能开发已经有了相当研究,并已到了进行加以直接使用阶段,生物能研究也取了重要进展,如何将所获能量储存起来,如何将能量转化为交通工具可利用清洁高效能源,是一亟待解决重要课题。 内容摘要
2生物制氮技术研究进展
2.1传统制氢工艺方法
传统制氢工艺方法有:电解水;烃类水蒸汽重整制氢方法及重油(或渣油)部分氧化重整制氢方法。电解水方法制氢是目前应用较广且比较成熟方法之一。水为原料制氢工程是氢与氧燃烧生成水逆过程,提供一定形式一定能量,则可使水分解成氢气和氧气。提供电能使水分解制氢气效率一般75%-85%。其中工艺过程简单,无污染,但消耗电量大,其应用受到一定限制。目前电解水工艺、设备均不断改进,但电解水制氢能耗仍然很高。烃类水蒸汽重整制氢反应是强吸热反应,反应时需外部供热。热效率较低,反应温度较高,反应过程中水大量过量,能耗较高,造成资源浪费。重油氧化制氢重整方法,反应温度较高,制氢纯度低,利于能源综合利用。
2.2新型生物制氢工艺发展
氢气用途日益广泛,其需求量也迅速增加。传统制氢方法均需消耗大量不可再生能源,不适应社会发展需求。生物制氢技术作为一种符合可持续发展战略课题,已世界上引起了广泛重视。如德国、以色列、日本、葡萄牙、俄罗斯、瑞典、英国、美国都投入了大量人力物力对该项技术进行研究开发。近几年,美国每年生物制氢技术研究费用平均为几百万美元,而日本这研究领域每年投资则是美国5倍左右,,日本和美国等一些国家为此还成立了专门机构,并建立了生物制氢发展规划,以期对生物制氢技术基础和应用研究,使21世纪中叶使该技术实现商业化生产。日本,由能源部主持氢行动计划,确立最终目标是建立一个世界范围能源网络,以实现对可再生能源--氢有效生产,运输和利用。该计划从1993年到2020年横跨了28年。
生物制氢课题最先由Lewis于1966年提出,20世纪70年代能源危机引起了人们对生物制氢广泛关注,并开始进行研究。生物质资源丰富,是重要可再生能源。生物质可气化和微生物催化脱氢方法制氢。生理代谢过程中产生分子氢,可分为两个主要类群:
l、包括藻类和光合细菌内光合生物;Rhodbacter8604,R.monas2613,R.capsulatusZ1,R.sphaeroides等光合生物研究已经开展并取了一定成果。
2、诸如兼性厌氧和专性厌氧发酵产氢细菌。目前以葡萄糖,污水,纤维素为底物并不断改进操作条件和工艺流程研究较多。中国此方面研究也取了一些进展,任南形琪等1990年就开始开展生物制氢技术研究,并于1994年提出了以厌氧活性污泥为氢气原料有机废水发酵法制氢技术,利用碳水化合物为原料发酵法生物制氢技术。该技术突破了生物制氢技术必须采用纯菌种和固定技术局限,开创了利用非固定化菌种生产氢气新途径,并首次实现了中试规模连续流长期生产持续产氢。此基础上,他们又先后发现了产氢能力很高乙醇发酵类型发明了连续流生物制氢技术反应器,初步建立了生物产氢发酵理论,提出了最佳工程控制对策。该项技术和理论成果中试研究中到了充分验证:中试产氢能力达5.7m3H2/m3.d,制氢规模可达500-1000m3/m3,且生产成本明显低于目前广泛采用水电解法制氢成本。
生物制氢过程可以分为5类:
(1)利用藻类青蓝菌生物光解水法;
(2)有机化合物光合细菌(PSB)光分解法;
(3)有机化合物发酵制氢;
(4)光合细菌和发酵细菌耦合法制氢;
(5)酶催化法制氢。
目前发酵细菌产氢速率较高,对条件要求较低,具有直接应用前景。但PSB光合产氢速率比藻类快,能量利用率比发酵细菌高,且能将产氢与光能利用、有机物去除有机耦合一起,相关研究也最多,也是最具有潜应用前景方法之一。生物制氢全过程中,氢气纯化与储存也是一个很关键问题。生物法制氢气含量通常为60%-90%(体积分数),气体中可能混有CO2、O2和水蒸气等。可以采用传统化工方法来,如50%(质量分数)KOH溶液、苯三酚碱溶液和干燥器或冷却器。氢气几种储存方法(压缩、液化、金属氢化物和吸附)中,纳米材料吸附储氢是目前被认为最有前景。
2.3目前研究中存问题纵观生物技术研究各阶段,比较而言,对藻类及光合细菌研究要远多于对发酵产氢细菌研究。传统观点认为,微生物体内产氢系统(主氢化酶)很不稳定,进行细胞固定化才可能实现持续产氢。,迄今为止,生物制氢研究中大多采用纯菌种固定化技术。
,该技术中也有不可忽视不足。首先,细菌包埋技术是一种很复杂工艺,且要求有与之相适应菌种生产及菌体固定化材料加工工艺,这使制氢成本大幅度增加;第二,细胞固定化形成颗粒内部传质阻力较大,使细胞代谢产物颗粒内部积累而对生物产生反馈抑制和阻遏作用,使生物产氢能力降低;第三,包埋剂或其它基质使用,势必会占据大量有效空间,使生物反应器生物持有量受到限制,限制了产氢率和总产量提高。现有研究大多为实验室内进行小型试验,采用批式培养方法居多,利用连续流培养产氢报道较少。试验数据亦为短期试验结果,连续稳定运行期超过40天研究实例少见报道。即便是瞬时产氢率较高,长期连续运行能否获较高产氢量尚待探讨。,生物技术欲达到工业化生产水平尚需多年努力。
3、展望氢是高效、洁净、可再生二次能源,其用途越来越广泛,氢能应用将势不可当进人社会生活各个领域。氢能应用日益广泛,氢需求量日益增加,开发新制氢工艺势必行,从氢能应用长远规划来看开发生物制氢技术是历史发展必然趋势。
开发中国生物制氢技术需要做到以下政策和软件支持:
(1)励大宣传。人是生物能源生产主体和消费主体,有必要舆论宣传加强人们对生物能源认识;
(2)加大政府投资和扶持。新生物能源初始商业化阶段要进行减免税等优惠政策;
(3)借鉴国外经验。充分调动方和工业界积极性八
(4)加强高校对生物能源教育及研究。人们对生物能源认识不断加深,政府扶持力度加大和研究深人,生物制氢绿色能源生产技术将会展现出它更大开发潜力和应用价值。
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Ⅳ 制氢的主要方法和方程式
制氢现在行业里最主要的是甲醇制氢比较普遍,2万以上有气源适用于天然气制氢,对于氢气纯度要求很高的适用于水电解制氢,这个成本也会很高,还有煤气制氢,焦化干气提氢等。山东蓝博甲醇制氢。
Ⅳ 目前制氢的方法有哪些
(1)太阳能电解水制氢。电解水制氢是目前应用较广且比较成熟的方法,效率较高,但耗电大,用常规电制氢成本比较高。
(2)太阳能热分解水制氢。将水或水蒸气加热到3000K(K是热力学单位,3000K约等于3273℃)以上,水中的氢和氧便能分解。这种方法制氢效率高,但需要高倍聚光器才能获得如此高的温度。
(3)太阳能热化学循环制氢。在水中加入一种或几种中间物,然后加热到较低温度,经历不同的反应阶段,最终将水分解成氢和氧,而中间物不消耗,可循环使用。产生污染是这种制氢方法的主要问题。
(4)太阳能光化学分解水制氢。这一制氢过程与上述热化学循环制氢有相似之处,在水中添加某种光敏物质作催化剂,增加对阳光中长波光能的吸收,利用光化学反应制氢。
(5)生物光合作用制氢。科学家发现,兰绿藻等许多藻类在无氧环境中适应一段时间,在一定条件下都可以进行光合放氢。目前,由于对光合作用和藻类放氢机理了解还不够,藻类放氢的效率很低,目前还不能实现工业化产氢。
Ⅵ 国内的吸氢机哪个品牌的比较好
市面上已经有科力恩、nonabubbles、索物优、氢力泉等品牌吸氢机(有的厂家叫氢呼吸机、家用制氢机、氢气康养机),氢气的亲民性有可能改变人类的保健卫生方式,吸氢机可能会进入每一个家庭,选购氢气呼吸机就需要注意很多方面。
■关于氢气呼吸机的制氢原理
这种小范围的家用吸氢机的制氢原理,一般都是采用质子膜SPE制氢原理,产生的氢气应该是纯净的氢气(99.99%以上就认为是纯氢)。
1、工业制氢的途径很多,一般来说工业制氢目前不会采用电解水制氢,不过光催化分解水制氢以及太阳能光解水制氢,有望成为极具潜力的制氢方式,未来可能为氢动力汽车提供廉价的氢能源。
2、质子膜SPE制氢的核心部件就是制氢原件,核心材料就是质子膜,一般采用杜邦质子膜的效益和性能较高。原理是纯水循环通过制氢部件,氢气通过质子膜从一侧排出,产生的氧气随水到达水箱后排出。
3、工业制氢中还有一种制氢方法是普通电解制氢,比如目前应用在氢氧焊、车载氢氧机上面的,都是采用纯水+碱液的方法制氢,添加碱液是为了提高制氢效率,这种方法应用在氢医学的氢气呼吸机上面,显然不适合。
■水电解称氢和氧,那么氧气去哪里了
1、水电解成33%左右的氢和66%左右的氧,如果机器出来供呼吸机使用的是纯氢,那么氧气一般是通过水循环排出机器。
2、如果氢气呼吸机出来的是氢和氧的混合气体供人体呼吸,那么就是氢氧混合,目前市面上只有极少数氢气呼吸机采用这种模式,潓美氢氧雾化机就是氢氧混合的。
3、氢气与空气混合的爆照极限是:氢气爆炸极限是4.0%~75.6%(体积浓度),就是如果氢气在空气中的体积浓度在4.0%~75.6%之间时,遇火源就会爆炸,而当氢气浓度小于4.0%或大于75.6%时,即使遇到火源,也不会爆炸。
4、所以导管中出来的是纯净氢气排放到大气中,这个时候就可以用打火机点燃,而氢氧混合的与发哦火花有爆炸的危险。
5、爆炸是由于在有限的空间中剧烈燃烧(或者反映)产生的。
■影响氢气呼吸机的其他因素
1、左右氢呼吸机质量的核心是制氢方式和核心制氢原件,当然一款家用吸氢机还有很多制约质量的因素。
2、易于使用这点对于家用的要求更加高,明显的有定时器对于使用很方便,那样在睡觉的时候也可以吸氢,一般定时的形式有2个小时自动关机,或者30/60/120分钟定时调节。
3、使用是不是方便,首先体现在使用的水质
Ⅶ 节能风电这只股索目前股价还不到四元。其公司已掌握由风电制氢的技术。其技术
主要是大家不能判断这个信息的真假,所以股价还没有反应。