工业制氢气的方法 电解水化学反应

2022-06-10 15:07:54  信息编号：K220120  浏览次数：516

由于氢气是一种重要的清洁能源，被广泛地应用到工业上。工业上制氢气的方法有很多，常用的有电解水制氢、水煤气法制氢、天然气制氢、焦炉煤气冷冻制氢等方法。本文将详细介绍。

一、电解水制氢

电解水制氢是一种较为方便的制取氢气的方法。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，被广泛应用。我国各种规模的电解水制氢装置数以百计，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，电解水制氢方法必将得到发展。

电解水化学反应为：2H₂O  2H₂↑+ O₂ ↑。

二、水煤气法制氢

工业上用无烟煤或焦炭为原料与水蒸气在高温时反应而得水煤气（C+H2O====CO+H2—热）。净化后再使它与水蒸气一起通过触媒令其中的CO转化成CO2（CO+H2O→CO2+H2）可得含氢量在80%以上的气体，再压入水中以溶去CO2，再通过含氨蚁酸亚铜（或含氨乙酸亚铜）溶液中除去残存的CO而得较纯氢气，这种方法制氢成本较低产量很大，设备较多，在合成氨厂多用此法。有的还把CO与H2合成甲醇，还有少数地方用80%氢供人造液体燃料用。

三、以天然气或轻质油为原料制氢

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，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。

四、焦炉煤气冷冻制氢

工业上把经初步提净的焦炉气冷冻加压，使其他气体液化而剩下氢气。此法在少数地方采用（如前苏联的Ke Mepobo工厂）。

五、电解食盐水制氢 

在氯碱工业中副产多量较纯氢气，除供合成盐酸外还有剩余，也可经提纯生产普氢或纯氢。像化工二厂用的氢气就是电解盐水的副产。

利用电解饱和食盐水产生氢气：如2NaCl+2H2O=电解=2NaOH+Cl2↑+H2↑