五种气体常规与非常规制法归纳

PAGEPAGE1五种气体常规与非常规制法归纳气体是指在标准温度和压力（STP）下是气态的物质，也是现代社会中非常重要的产业中间体，广泛应用于冶金、石油化工、电力、民用和高科技等各领域。气体的生产和制备方法有很多种，按照气体的性质、工艺流程、能源来源等不同标准，可以将其分为常规制法和非常规制法。本文将从气体制备方法出发，介绍五种常规和非常规的气体制备方法，以期对该领域的学习、生产和应用有所帮助。一、常规气体制备法常规气体制备法是指通过常规方法，包括化学反应、物理处理和空气分离等，来制备氮气、氢气、氧气、氩气等工业中比较常见的气体。以下是五种常规气体制备法：1.氧气的物理制法氧气是一种无色、无味、可燃性较好的气体，广泛应用于多个领域中。可以通过空气的物理吸附、分子筛和空分技术等方法来制造氧气。其中，空气物理吸附法是最为常见的生产氧气的方法。该方法采用分子筛等介质，利用吸附物对氮气的分子筛分离效应，将空气分离成氧气和氮气两种气体。氧气只有1%的体积分数，其余部分为氮气。该法产氧气具有体积小、重量轻、使用方便等优点。2.气态制程法气态制程法是指通过加热木材等有机原料制取一氧化碳和氢气，然后将其经过加压和加热反应制成合成气，再经过特定的反应生成氢气和氮气的方法。该法生产的气体成分主要是氢气和一氧化碳，适用于工业中生产甲醇、氨、合成油等的中间环节，具有成本低、适应性广等特点。3.氮气的空气分离法氮气是一种广泛使用的气体，在制备合成氨、电子制造等领域应用广泛。常规的制备方法是通过空气分离获得。空气中含有78%的氮气、21%的氧气和1%的稀有气体，利用空气分离技术，如压缩、冷却、分离膜等，将空气分离成氧气和氮气两种气体。该法可获得高品质的氮气，具有体积小、重量轻、使用方便等优点。4.液化空气法通过液化空气法生产氧气、氦气、氮气等气体是一种常见的工艺流程。该方法是将空气经过压缩、冷却、解决反应等处理后，将其中的氧气、氮气、稀有气体爑入分别分离出来，并且根据气体的沸点不同，采用復益蒸馏的方式进行分离和加工，最终得到氧气、氮气、氦气等气体。该法生产的气体可以纯度高、成本适中。5.石墨炉还原法石墨炉还原法是一种制备氢气的方法，主要是利用石墨和金属氢化物作为原材料，通过还原反应得到氢气和一定的残留物质。该法生产的产物纯度高，但会产生大量的残炭物质，需要进行妥善处理，不然会对环境造成极大污染。二、非常规气体制备法随着科技发展和新材料的发明，气态生产也不断涌现新的非常规制备方法，例如煤制气、生物质气化、石墨烯加氢反应等等。这些方法生产的气体符合可持续性发展、环保、高效等模式，是气态生产领域未来的发展趋势。1.煤制气法煤制气是一种非常规气体制备方法，主要利用先进的煤气化技术，将煤炭和其他固体物质热分解，得到大量的气态碳氢化合物，如气态烷烃、炔烃、二氧化碳等，再根据需要进一步加工，得到合成气、燃料气等气体。该方法生产的气体具有广泛的应用价值，在工业生产中有着重要的应用。2.生物质气化法生物质气化是一种利用生物原料制造气态物质的技术，这些原料包括木材、垃圾、废弃农作物等。该法先将原料切碎成较小的粒度，然后将原料制成干燥的颗粒状，再施加高温和高压，将其热分解后得到一些气态烷烃和化学物质。该气体可以广泛运用于发电、农业、工业、烹饪等领域，具有可再生、生态环境友好等优点。3.石墨烯加氢反应法石墨烯加氢反应是一种新型的合成氢气方法，该方法通过固体催化剂将甲醇等有机化合物进行加氢反应，产生低温合成氢。与常规方法相比，它不需要溶剂和催化剂，消耗更少的能源，原料转化率更高，环保效果更显著，适用于氢气的生产与储藏。4.光电化学制氢法光电化学制氢法是一种新型的氢气制备方法。这种方法使用太阳能和光导材料，将光能和光化学能转化为氢能，在光电催化器的作用下进行水的分解反应。该方法具有环保、可持续性发展等优点。5.微波等离子体技术微波等离子体技术是一种创新的制气方法，利用微波等离子体将气态物质加热达到解离变化的状态，从而产生気态烷烃和化学物质。该方法具有大范围废气处理、生物