氫氣

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氫氣(Hydrogen)是世界上已知的最輕的氣體。它的密度非常小,只有空氣的1/14,即在標準大氣壓,0℃下,氫氣的密度為0.0899g/L。所以氫氣可作為飛艇的填XX體(由於氫氣具有可燃性,安全性不高,飛艇現多用氦氣填充)。灌好的氫氣球,往往過一夜,第二天就飛不起來了。這是因為氫氣能鑽過橡膠上人眼看不見的小細孔,溜之大吉。不僅如此,在高溫、高壓下,氫氣甚至可以穿過很厚的鋼板。氫氣主要用作還原劑

簡介

  同位素

工業氫氣

  在自然界中存在的同位素有:H1(氕piē)、H2(氘dāo,重氫)、H3(氚chuān,超重氫)。   以人工方法合成的同位素有:氫4、氫5、氫6、氫7。   氫是最早形成的元素,在宇宙所有中含量大約90%,但是以單質氫氣存在比較少。

別名、英文名

  氘;Deuterium、Heavy hydrogen.

毒性·安全防護

  重氫無毒,有窒息性。   氫氣有易燃易爆性;若燃燒時有較響爆鳴聲,則說明氫氣不純;極易發生爆炸。   所以對此須引起足夠的重視。其它參見氫。

發現

  1766年由卡文迪許(H.Cavendish)在英國發現。   在化學史上,人們把氫元素的發現與「發現和證明了水是氫和氧的化合物而非元素」這兩項重大成就,主要歸功於英國化學家和物理學家卡文迪許(Cavendish,H.1731-1810)。

18世紀的英國化學家卡文迪許

  卡文迪許是一位百萬富翁,但他生活十分樸素,用自己的錢在家裡建立了一座規模相當大的實驗室,一

Hydrogen

生從事於科學研究。曾有科學史家說:「卡文迪許是具有學問的人中最富的,也是富人當中最有學問的。」他觀察事物敏銳,精於實驗設計,所做實驗的結果都相當準確,而且研究範圍很廣泛,對於許多化學、力學和電學問題以及地球平均密度等問題的研究,都作出了重要發現。但他篤信燃素說,這使他在化學研究工作中走過一些彎路。他在五十年中只發表過18篇論文,除了一篇是理論性的外,其餘全是實驗性和觀察性的。在他逝世以後,人們才發現他寫了大量很有價值的論文稿,沒有公開發表。他的這些文稿是科學研究的寶貴文獻,後來分別由物理學家麥克斯韋和化學家索普整理出版。   在化學史上,有一個與這些論文稿有關的有趣的故事。卡文迪許1785年做過一個實驗,他將電火花通過尋常空氣和氧氣混合體,想把其中的氮全部氧化掉,產生的二氧化氮用苛性鉀吸收。實驗做了三個星期,最後殘留下一小氣泡不能被氧化。他的實驗記錄保存在留下的文稿中,後面寫道:「空氣中的濁氣不是單一的物質(氮氣),還有一種不與脫燃素空氣(氧)化合的濁氣,總量不超過全部空氣的1/12.一百多年後,1892年,英國劍橋大學的物理學家瑞利(Ragleigh,L.1842-1919)測定氮的密度時,發現從空氣得來的氮比從氨氧化分解產生的氮每升重0.0064克,百思不得其解。化學家萊姆塞(Ramsay,W.1852-1916)認為來自空氣的氮氣裡面能含有一種較重的未知氣體。這時,化學教授杜瓦(Duvel,J.1842-1923)向他們提到劍橋大學的老前輩卡文迪許的上述實驗和小氣泡之謎。他們立即把卡文迪許的科學資料借來閱讀,瑞利重複了卡文迪許當年的實驗,很快得到了小氣泡。萊姆塞設計了一個新的實驗,除去空氣中的水汽、碳酸氣、氧和氮后,也得到了這種氣體,密度比氮氣大,用分光鏡檢查后,肯定這是一種新的元素,取名氬。這樣,卡文迪許當年的工作在1894年元素氬的發現中起了重要作用。從這個故事可看出卡文迪許嚴謹的科研作風和他對化學的重大貢獻。1871年,劍橋大學建立了一座物理實驗室,以卡文迪許的名字命名,這就是著名的卡文迪許實驗室,它在幾十年內,一直是世界現代物理學的一個重要研究中心。

氫的發現和氫的性質的研究

  在18世紀末以前,曾經有不少人做過制取氫氣的實驗,所以實際上很難說是誰發現了氫,即使公認對氫的發現和研究有過很大貢獻的卡文迪許本人也認為氫的發現不只是他的功勞。早在16世紀,瑞士著名醫生帕拉塞斯就描述過鐵屑與酸接觸時有一種氣體產生;17世紀時,比利時著名的醫療化學派學者海爾蒙特(van Helmont,J.B.1579-1644)曾偶然接觸過這種氣體,但沒有把它離析、收集起來。   波義耳雖偶然收集過這種氣體,但並未進行研究。他們只知道它可燃,此外就很少了解。1700年,法國藥劑師勒梅里(Lemery,N.1645-1715)在巴黎科學院的《報告》上也提到過它。最早把氫氣收集起來,並對它的性質仔細加以研究的是卡文迪許。   1766年卡文迪許向英國皇家學會提交了一篇研究報告《人造空氣實驗》,講了他用鐵、鋅等與稀硫酸鹽酸作用制得「易燃空氣」(即氫氣),並用普利斯特里發明的排水集氣法把它收集起來,進行研究。他發現一定量的某種金屬分別與足量的各種酸作用,所產生的這種氣體的量是固定的,與酸的種類、濃度都無關。他還發現氫氣與空氣混合後點燃會發生爆炸;又發現氫氣與氧氣化生成水,從而認識到這種氣體和其它已知的各種氣體都不同。但是,由於他是燃素說的虔誠信徒,按照他的理解:這種氣體燃燒起來這麼猛烈,一定富含燃素;硫磺燃燒后成為硫酸,那麼硫酸中是沒有燃素的;而按照燃素說金屬也是含燃素的。所以他認為這種氣體是從金屬中分解出來的,而不是來自酸中。他設想金屬在酸中溶解時,「它們所含的燃素便釋放出來,形成了這種可燃空氣」。他甚至曾一度設想氫氣就是燃素,這種推測很快就得以當時的一些傑出化學家舍勒、基爾萬(Kirwan,R.1735-1812)等的讚同。由於把氫氣充到氣球中,氣球便會徐徐上升,這種現象當時曾被一些燃素學說的信奉者們用來作為他們「論證」燃素具有負重量的根據。但卡文迪許究竟是一位非凡的科學家,後來他弄清楚了氣球在空氣中所受浮力問題,通過精確研究,證明氫氣是有重量的,只是比空氣輕很多。他是這樣做實驗的:先把金屬和裝有酸的燒瓶稱重,然後將金屬投入酸中,用排水集氣法收集氫氣並測體積,再稱量反應后燒瓶及內裝物的總量。這樣他確定了氫氣的比重只是空氣的9%.但這些化學家仍不肯輕易放棄舊說,鑒於氫氣燃燒後會產生水,於是他們改說氫氣是燃素和水的化合物。   水的合成否定了水是元素的錯誤觀念,在古希臘:恩培多克勒提出,宇宙間只存在火、氣、水、土四種元素,它們組成萬物。從那時起直到18世紀70年代,人們一直認為水是一種元素。1781年,普利斯特里將氫氣和空氣放在閉口玻璃瓶中,用電火花引爆,發現瓶的內壁有露珠出現。同年卡文迪許也用不同比例的氫氣與空氣的混合物反覆進行這項實驗,確認這種露滴是純凈的水,表明氫是水的一種成分。這時氧氣業已發現,卡文迪許又用純氧代替空氣進行試驗,不僅證明氫和氧化合成水,而且確認大約2份體積的氫與1份體積的氧恰好化合成水(發表于1784年)。這些實驗結果本已毫無疑義地證明了水是氫和氧的化合物,而不是一種元素,但卡文迪許卻和普利斯特里一樣,仍堅持認為水是一種元素,氧是失去燃素的水,氫則是含有過多燃素的水。他用下式表示「易燃空氣」(氫)的燃燒:   (水+燃素)+ (水-燃素)—→水   易燃空氣(氫) 失燃素空氣(氧)   1782年,拉瓦錫重複了他們的實驗,並用紅熱的槍筒分解了水蒸汽,明確提出正確的結論:水不是元素而是氫和氧的化合物,糾正了兩千多年來把水當做元素的錯誤概念。1787年,他把過去稱作「易燃空氣」的這種氣體命名為「Hydrogen」(氫),意思是「產生水的」,並確認它是一種元素。

理化性質

M51內的氫氣

  氫氣是無色並且密度比空氣小的氣體(在各種氣體中,氫氣的密度最小。標準狀況下,1升氫氣的質量是0.0899克,相同體積比空氣輕得多)。因為氫氣難溶於水,所以可以用排水集氣法收集氫氣。另外,在101千帕壓強下,溫度-252.87℃時,氫氣可轉變成無色的液體;-259.1℃時,變成雪狀固體。常溫下,氫氣的性質很穩定,不容易跟其它物質發生化學反應。但當條件改變時(如點燃、加熱、使用催化劑等),情況就不同了。如氫氣被鈀或鉑等金屬吸附后具有較強的活性(特別是被鈀吸附)。金屬鈀對氫氣的吸附作用最強。   總結為:   分子式:H2   沸點:-252.77℃(20.38K)   熔點:-259.2℃   密度:0.09 kg/m³   相對分子質量:2.016   生產方法:電解、裂解、煤制氣等   三相點:-254.4℃   液體密度(平衡狀態,-252.8℃):169kg/m³   氣體密度(101.325kPa,0℃):0.0899kg/m³   比容(101.325kPa,21.2℃):5.987m³/kg   氣液容積比(15℃,100kPa):974L/L   壓縮係數:   壓力kPa   100   1000   5000·   10000   溫度℃   15   50   1.0087   1.0008   1.0060   1.0057   1.0296   1.0296   1.0600   1.0555   臨界溫度:-234.8℃   臨界壓力:1664.8kPa   臨界密度:66.8 kg/m³   熔化熱(-254.5℃)(平衡態):48.84 kJ/kg   氣化熱△Hv(-249.5℃):305 kJ/kg   熱值 1.4*10^8 J/kg   比熱容(101.335kPa,25℃,氣體):Cp=7.243kJ/(kg·K)   Cv=5.178kJ/(kg·K)   比熱比(101.325kPa,25℃,氣體):Cp/Cv=1.40   蒸氣壓力(正常態,17.703):10.67kPa   (正常態,21.621):53.33kPa   (正常態,24.249K):119.99kPa   粘度(氣體,正常態,101.325kPa,0℃):0.010lmPa·S   (液體,平衡態,-252.8℃):0.040mPa·s   表面張力(平衡態,-252.8℃):3.72mN/m   導熱係數(氣體101.325kPa,0℃):0.1289w/(m·K)   (液體,-252.8℃):』 1264W/(m·K)   折XX係數nv(101.325kPa,25℃):1.0001265   空氣中的燃燒界限:5%~75%(體積)   易燃性級別:4   毒性級別:0   易爆性級別:1   重氫在常溫常壓下為無色無嗅無毒可燃性氣體,是普通氫的一種穩定同位素。它在通常水的氫中含0.0139%~0.0157%。其化學性質與普通氫完全相同。但質量大些,反應速度小一些。

氫氣分類標準

  工業氫GB/T3634-1995   H2≥99.90%(優等品)   H2≥99.50%(一等品)   H2≥99.00%(合格品)   純 氫 GB/T7445-1995   H2≥99.99%   高純氫GB/T7445-1995   H2≥99.999%   超高純氫 GB/T7445-1995   H2≥99.9999%   氫氣的產生由水通電產生氫氣和氧氣

主要性能

  高燃燒性,還原劑,液態溫度比氮更低

1.可燃性

溫熱氫氣

  純氫的引燃溫度為400℃。   氫氣在空氣里的燃燒,實際上是與空氣里的氧氣發生反應,生成水。   2H2+O2=點燃=2H2O   這一反應過程中有大量熱放出,火焰呈淡藍色(實驗室里用玻璃管看不出藍色,看到的是黃色是由於玻璃中存在Na+的結果)。燃燒時放出熱量是相同條件下汽油的三倍。因此可用作高能燃料,在火箭上使用。中國長征3號火箭就用液氫燃料。   不純的H2點燃時會發生爆炸。但有一個極限,當空氣中所含氫氣的體積占混合體積的4.0%-74.2%時,點燃都會產生爆炸,這個體積分數範圍叫爆炸極限。   用試管收集一試管氫氣,將管口靠近酒精燈,如果聽到輕微的「噗」聲,表明氫氣是純凈的。如果聽到尖銳的爆鳴聲,表明氫氣不純。這時需要重新收集和檢驗。   如用排氣法收集,則要用拇指堵住試管口一會兒,使試管內可能尚未熄滅的火焰熄滅,然後才能再收集氫氣(或另取一試管收集)。收集好后,用大拇指 堵住試管口移近火焰再移開,看是否有「噗」聲,直到試驗表明氫氣純凈為止。   氫氣在空氣中燃燒會發出淡藍色的火焰,其裝置就是直接在玻璃尖管中點燃,那麼我們真的能看到淡藍色的火焰嗎?   在玻璃里,含鈉離子,而鈉離子的焰色卻是黃色的,所以,用上述方法只能看到黃色的火焰,卻不能看到淡藍色的火焰。如果要實現淡藍色的火焰,可採取以下方法:   方法一:用石英導管(天價,不適於普通中學的實驗室)   方法二:用銅管(具有欺騙成分,因為銅元素的焰色為綠色,而且銅能導熱,對用橡皮管連接銅管,點燃時會影響氣密性)   方法三:由於黃色火焰是玻璃中的鈉離子造成的,那麼我們可以用類似於用焰色反應檢驗鉀元素一樣透過鈷玻璃看火焰就可以排除鈉的干擾了。

2.還原性

  氫氣與氧化銅反應,實質是氫氣還原氧化銅中的銅元素,使氧化銅變為紅色的金屬銅。    CuO+H2=加熱=Cu+H2O    CO+3H2=高溫催化=CH4+H2O    在這個反應中,氧化銅失去氧變成銅,氧化銅被還原了,即氧化銅發生了還原反應。還原劑具有還原性。   根據氫氣所具有的燃燒性質,它可以作為燃料,可以應用與航天、焊接、軍事等方面;根據它的還原性,還可以用於冶煉某些金屬材料等方面。   此外,氫氣與有機物的加成反應也體現了氫氣的還原性,如   CH2=CH2+H2→CH3CH3   1.還原裝置   ①試管口應略向下傾斜   ②通入氫氣的導管應伸入試管底部   ③試管口不能用橡皮塞塞緊   ④用酒精燈外焰加熱   2.實驗操作   ①實驗前應先通一會兒純凈的氫氣,然後開始加熱,防止爆炸   ②實驗結束后,先撤走酒精燈,繼續通氫氣,直至試管冷卻為止。

生產方法

一 原始氫氣生產方法

  原始氫氣是宇宙大爆炸由原始粒子形成的氫氣,大部分分佈在宇宙空間內和大的星球中,是恆星的核燃料,是組成宇宙中各種元素及物質的初始物質。地球上沒有原始氫氣因為地球的引力束縛不了它。只有它的化合物。

二 人造氫氣生產方法

  可分為以下幾種

啟普發生器制氫氣

⒈ 工業氫氣生產方法:   ⑴由煤和水生產氫氣(生產設備煤氣發生設備,變壓吸附設備)   將水蒸氣通過熾熱的炭層:C+H2O(g)=高溫=CO+H2(水煤氣),再低溫分離   ⑵有裂化石油氣生產(生產設備裂化設備,變壓吸附設備,脫碳設備)   CH4=高溫催化=C+2H2   ⑶電解水生產(生產設備電解槽設備)   ⑷工業廢氣。   ⒉民用氫氣生產方法:   ⑴氨分解(生產設備汽化爐,分解爐,變壓吸附設備)   ⑵由活潑金屬與酸(生產設備不鏽鋼或玻璃容器設備)   (3)強鹼與鋁或硅(生產設備充氫氣球機設備)一般生產氫氣球都用此方法。   Si+2NaOH+H2O=加熱=Na2SiO3+2H2↑   (4)甲醇裂解(生產設備導熱油爐,甲醇汽化裂解設備,變壓吸附裝置)一般用氫氣量較大化工廠均用此方法。   CH3OH=高溫催化=H2↑+CO↑,低溫分離   ⒊試驗室氫氣生產方法:   硫酸與鋅粒(生產設備啟普發生器)   4.其他   (1)由重水電解。   (2)由液氫低溫精鎦。

制取方法

實驗室制取氫氣

一、實驗室製法

  1.用鋅與稀硫酸反應   Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑   注意:這裡不用鹽酸是因為鹽酸反應會揮發氯化氫氣體,制得的氣體含有氯化氫雜質。    2.用鋁和氫氧化鈉反應制取   2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑

二、工業製法

  一、電解水制氫 多採用鐵為陰極面,鎳為陽極面的串聯電解槽(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,但產品純度大,可直接生產99.7%以上純度的氫氣。這種純度的氫氣常供:①電子、儀器、儀錶工業中用的還原劑、保護氣和對坡莫合金的熱處理等,②粉末冶金工業中制鎢、鉬、硬質合金等用的還原劑,③制取多晶硅、鍺等半導體原材料,④油脂氫化,⑤雙氫內冷發電機中的冷卻氣等。像北京電子管廠和科學院氣體廠就用水電解法制氫。利用電解飽和鹽水產生氫氣   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 石油熱裂副產的氫氣產量很大,常用於汽油加氫,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採用,在中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 也在有些地方採用(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。此法在少數地方採用(如前蘇聯的Ke Mepobo工廠)。   五、電解食鹽水的副產氫 在氯鹼工業中副產多量較純氫氣,除供合成鹽酸外還有剩餘,也可經提純生產普氫或純氫。像化工二廠用的氫氣就是電解鹽水的副產。   利用電解飽和食鹽水產生氫氣   如2NaCl+2H2O=電解=2NaOH+Cl2↑+H2↑   六、釀造工業副產   用玉米發酵丙酮丁醇時,發酵罐的廢氣中有1/3以上的氫氣,經多次提純后可生產普氫(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(如少量N2)可制取純氫(99.99%以上),像北京釀酒廠就生產這種副產氫,用來燒制石英製品和供外單位用。   七、鐵與水蒸氣反應制氫   但品質較差,此系較陳舊的方法現已基本淘汰   其他   工業上用水和紅熱的碳反應   C+H2O=高溫=CO+H2   用鋁和氫氧化鈉反應制取   2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑

三、制取氫氣的新方法

盛有氫氣的集氣瓶的放置方法

  1.用氧化亞銅催化劑並用紫外線照XX從水中制取氫氣。   2.用新型的鉬的化合物做催化劑從水中制取氫氣。   3.用光催化劑反應和超聲波照XX把水完全分解的方法。   4.陶瓷跟水反應制取氫氣。   5.生物質快速裂解油制取氫氣。   6.從微生物中提取的酶制氫氣。   7.用細菌制取氫氣。   8.用綠藻生產氫氣。   9.有機廢水發酵法生物制氫氣。   10.利用太陽能從生物質和水中制取氫氣。   利用太陽能從生物質和水中制取氫氣是最佳的制取氫氣的方法。理由是太陽能能量巨大、取之不盡、用之不竭、而且清潔、無污染、不需要開採、運輸。怎樣制取氫氣的成本就大大降低。   11.用二氧化鈦作催化劑,在激光的照XX下,讓水分解成氫氣和氧氣.   12.硼和水在高溫下反應制取氫氣,化學方程式為2B+6H20=====高溫=====2B(OH)3+3H2↑

可燃性

氫氣燃燒

  在帶尖嘴的導管口點燃純凈的氫氣,觀察火焰的顏色。然後在火焰上方罩一個冷而乾燥的燒杯,過一會兒,我們可以看到,純凈的氫氣在空氣里安靜地燃燒,產生淡藍色的火焰(氫氣在玻璃導管口燃燒時,火焰常略帶黃色)。用燒杯罩在火焰的上方時,燒杯壁上有水珠生成,接觸燒杯的手能感到發燙。    氫氣在空氣里燃燒,實際上是氫氣跟空氣里的氧氣發生了化合反應,生成了水並放出大量的熱。這個反應的化學方程式是:   2H2+O2(點燃)=2H2O   取一個一端開口,另一端鑽有小孔的紙筒(或塑料筒等),用紙團堵住小孔,用向下排空氣法收集氫氣,使紙筒內充滿氫氣。把氫氣發生裝置移開,拿掉堵小孔的紙團,用燃著的木條在小孔處點火,注意有什麼現象發生。(做這個實驗時,人要離得遠些,注意安全。)   我們可以看到,剛點燃時,氫氣安靜地燃燒,過一小會兒,突然聽到「砰」的一聲響,爆炸的氣浪把紙筒高高炸起。   實驗測定,空氣里如果混入氫氣的體積達到總體積的4%~74.2%,點燃時就會發生爆炸。這個範圍叫做氫氣的爆炸極限。實際上,任何可燃氣體或可燃的粉塵如果跟空氣充分混合,遇火時都有可能發生爆炸。因此,當可燃性氣體(如氫氣、液化石油氣、煤氣等)發生泄漏時,應杜絕一切火源、火星,禁止產生電火花,以防發生爆炸。   正是由於這個原因,我們在使用氫氣時,要特別注意安全。點燃氫氣前,一定要檢驗氫氣的純度。   用排水法收集一試管氫氣,用拇指堵住,移近火焰,移開拇指點火,如果聽到尖銳的爆鳴聲,就表明氫氣不純,需要再收集,再檢驗,直到響聲很小,只有「撲」的一聲才表明氫氣已純凈。如果用向下排空氣法收集氫氣,經檢驗不純而需要再檢驗時,應該用拇指堵住試管口一會兒(以防點燃產生氫氣的試管)然後再收集氫氣檢驗純度,否則會發生爆炸的危險。因為剛檢驗過純度的試管內,氫氣火焰可能還沒有熄滅,如果立刻就用這個試管去收集氫氣,氫氣火焰可能會點燃氫氣發生器里尚混有空氣的氫氣,使氫氣發生器發生爆炸。用拇指堵住試管口一會兒,就使試管內未熄滅的氫氣火焰因缺氧氣而熄滅。   另外氫氣在氧氣過量和低溫有催化劑的條件下點燃可生成過氧化氫(H2O2)(氧元素的化合價為-1)

應用

  氫是主要的工業原料,也是最重要的工業氣體和特種氣體,在石油化工、電子工業、冶金工業、食品加工、浮法玻璃、精細有機合成、航空航天等方面有著廣泛的應用。同時,氫也是一種理想的二次能源( 二次能源是指必須由一種初級能源如太陽能、煤炭等來制取的能源)。在一般情況下,氫極易與氧結合。這種特性使其成為天然的還原劑使用於防止出現氧化的生產中。在玻璃製造的高溫加工過程及電子微晶元的製造中,在氮氣保護氣中加入氫以去除殘餘的氧。在石化工業中,需加氫通過去硫和氫化裂解來提煉原油。氫的另一個重要的用途是對人造黃油食用油、洗髮精、XX、家庭清潔劑及其它產品中的脂肪氫化。由於氫的高燃料性,航天工業使用液氫作為燃料。

主要用途及應用行業

用途

  核研究、氘核加速器的轟擊粒子、示蹤劑、可以做氣相色譜氫焰化驗原料。

應用行業

  石油精煉   浮法玻璃   電子   食品   化工生產   航天   汽車業

包裝、貯存和運輸

  包裝方式:氫氣拖車/瓶組/鋼瓶   運輸方式:氫的貯運有四種方式可供選擇,即氣態貯運、液態貯運、金屬氫化物貯運和微球貯運。目前,實際應用的只有前三種,微球貯運方式尚在研究中。

安全注意事項

氫氣發生器

  氫氣是一種無色、無嗅、無毒、易燃易爆的氣體,和氟、氯、氧、一氧化碳以及空氣混合均有爆炸的危險,其中,氫與氟的混合物在低溫和黑暗環境就能發生自發性爆炸,與氯的混合比為1:1時,在光照下也可爆炸。氫由於無色無味,燃燒時火焰是透明的,因此其存在不易被感官發現,在許多情況下向氫氣中加入乙硫醇,以便感官察覺,並可同時付予火焰以顏色。氫雖無毒,在生理上對人體是惰性的,但若空氣中氫含量增高,將引起缺氧性窒息。與所有低溫液體一樣,直接接觸液氫將引起凍傷。液氫外溢並突然大面積蒸發還會造成環境缺氧,並有可能和空氣一起形成爆炸混合物,引發燃燒爆炸事故。

危險特性

  與空氣混合能形成爆炸性混合物,遇熱或明火即會發生爆炸。氣體比空氣輕,在室內使用和儲存時,漏氣上升滯留屋頂不易排出,遇火星會引起爆炸。氫氣與氟、氯、溴等鹵素會劇烈反應。   滅火方法:切斷氣源。若不能立即切斷氣源,則不允許熄滅正在燃燒的氣體。噴水冷卻容器,可能的話將容器從火場移至空曠處。滅火劑:霧狀水、泡沫、二氧化碳、乾粉。

泄漏應急處理

  迅速撤離泄漏污染區人員至上風處,並進行隔離,嚴格限制出入。切斷火源。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器,穿消防防護服。盡可能切斷泄漏源。合理通風,加速擴散。如有可能,將漏出氣用排風機送至空曠地方或裝設適當噴頭燒掉。漏氣容器要妥善處理,修復、檢驗后再用。

儲運注意事項

  易燃壓縮氣體。儲存于陰涼、通風的倉間內。倉內溫度不宜超過30℃。遠離火種、熱源。防止陽光直XX。應與氧氣、壓縮空氣、鹵素(氟、氯、溴)、氧化劑等分開存放。切忌混儲混運。儲存間內的照明、通風等設施應採用防爆型,開關設在倉外,配備相應品種和數量的消防器材。禁止使用易產生火花的機械設備工具。驗收時要注意品名,注意驗瓶日期,先進倉的先發用。搬運時輕裝輕卸,防止鋼瓶及附件破損。

優點

  一,資源豐富。以水為原料,電解便可獲得。水資源在地球上相對主要燃料石油,煤也較豐富。   二,熱值高。氫燃燒的熱值高居各種燃料之冠,據測定,每千克氫燃燒放出的熱量為1.4*10^8焦耳,為石油熱值的3倍多。因此,它貯存體積小,攜帶量大,行程遠。   三,氫為燃料最潔凈。氫的燃燒產物是水,對環境不產生任何污染。相反,以汽油,柴油為燃料的車輛,排放大量氮氧化物四乙基鉛[Pb(C2H5)4],會導致酸雨,酸霧和嚴重的鉛中毒。更重要的是,廢氣中還含有3,4-苯並芘的強致癌物質,污染大氣,危害健康。因此,近年來世界各國對以氫為新型能源的研究頗為重視。日本于1984年5月24日在富士高速公路以每小時200千米速度首次試車(以氫為燃料)成功。   缺點   1.氫氣要安全儲藏和運輸並不容易,它重量輕、難捉摸、擴散速度快,需低溫液化,會導致閥門堵塞並形成不必要的壓力

科學家用農業廢棄物制取燃料氫

  氫作為一種清潔能源已被廣泛重視,並普遍作為燃料電池的動力源,然而制取氫的傳統方法成本高,技術複雜。美國研究人員日前開發出一種利用木屑或農業廢棄物的纖維素制取氫的技術,有望解決氫制取費用高的難題。   來自美國弗吉尼亞理工大學、橡樹嶺國家實驗室等機構的研究人員發表報告說,他們把14種酶、1種輔酶、纖維素原料和加熱到32攝氏度左右的水混合,製造出純度足以驅動燃料電池的氫氣。   研究人員說,他們的「一鍋燴」過程有不少進步,比如採用與眾不同的酶混合物,還提高了氫氣的生成速度。此外,除了把纖維素中分解出的糖轉化為化學能量外,這一過程還可產出高質量的氫。   研究人員說,他們主要使用從木屑中分解的纖維素原料制取氫,不過也可以使用稻草、廢棄的莊稼稈等。木屑或農業廢棄物資源非常豐富,利用它們制取氫,不僅可降低製造成本,而且將大大擴大生產氫的原料資源。

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