制氢的全部方法

1、制氢的全部方法 一、电解水制氢 多采用铁为阴极面，镍为阳极面的串联电解槽（外形似压滤机）来电解苛性钾或苛性钠 的水溶液。阳极出氧气，阴极出氢气。该方法成本较高， 但产品纯度大， 可直接生产 99.7% 以上纯度的氢气。这种纯度的氢气常供：电子、仪器、仪表工业中用的还原剂、保护 气和对坡莫合金的热处理等，粉末冶金工业中制钨、钼、硬质合金等用的还原剂， 制取多晶硅、锗等半导体原材料，油脂氢化，双氢内冷发电机中的冷却气等。像北 京电子管厂和科学院气体厂就用水电解法制氢。 二、水煤气法制氢 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+H2 CO+H热）。净化 后再使它与水蒸气一起通过触媒令

2、其中的 CO转化成CO2（CO+H2GCO2+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CC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%氢的不太纯的气体供人 造液体燃料用。像北京化工实验厂和许多地方的小氮肥厂多用此法。 三、由石油热裂的合成气和天然气制氢 石油热裂副产的氢气产量很大，常用于汽油加氢，石油化工和化肥厂所需的氢气，这种 制氢方法在世界上很多国家都采用，在我国的石油化工基地如在庆化肥厂，渤海油田的 石油化工基地等都用这方法制氢气 也在

3、有些地方采用（如美国的 Bay、way和Batan Rougo加氢工厂等）。 四、焦炉煤气冷冻制氢 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、电解食盐水的副产氢 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。 六、酿造工业副产 用玉米发酵丙酮、丁醇时，发酵罐的废气中有 1/3 以上的氢气，经多次提纯后可生产普 氢（97%以上），把普氢通过用液氮冷却到一100C以下的硅胶列管中则进一步除去杂质 （如少量N2）可制取纯氢（99.99%以上），

4、像北京酿酒厂就生产这种副产氢，用来烧制 石英制品和供外单位用。 七、铁与水蒸气反应制氢 但品质较差，此系较陈旧的方法现已基本淘汰。 八、金属与酸反应制氢气， 当然，金属必须是活动性排在氢前的（钾，钙，钠不行），可以用镁铝锌铁锡铅。酸不 能用硝酸和浓硫酸。 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

5、。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、

6、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901000C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

7、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

8、 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： CH外 H2OCO H2 CO H2OCOH HZ CnH2hH 2+ Nh

9、2OnCOk( Zh+1 ) HZ 反应在800-820 C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