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氢气怎么制作，海油工程 氢能( 三 )

小知识



怎么制造氢气 实验室制取
①反应原理：利用金属活动性比氢强的金属单质与酸反应 ， 置换出氢元素 。
用锌与稀硫酸反应：

制取氢气的简易方法


注意：
1、这里最好不用盐酸 ， 是因为该反应放热 ， 盐酸会挥发出氯化氢气体 ， 使制得的气体含有氯化氢杂质 。 Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑
2、钾、钙、钠等金属与稀酸反应时 ， 会优先置换出水中的氢并生成相应的碱 ， 且反应过于剧烈
3、选取的金属应与酸反应速率适中 ， 产生气泡均匀
4、不能使用硝酸或浓硫酸 ， 因为这两种酸具有强氧化性 ， 反应将会生成NO2或SO2
氢气的实验室制取


用铝和氢氧化钠溶液反应制取：
2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑
注：市场上零压氢气机就是根据铝和氢氧化钠反应制氢充球 。 因为是开放性 ， 是一边放料一边充球 ， 所以机内是无气压的 ， 安全系数较高 。
电解水实验
电解就是将两根金属或碳棒(即电极)放在要分解的物质(电解质)中 ， 然后接上电源 ， 使电流通过液 体 。 化合物的阳离子移到带负电的电极(阴极) ， 阴离子移到带正电的电极(阳极) ， 化合物分为二极 。
H2O=H++OH-
H++e-=H
2H=H2
OH--e-=OH
2OH=H2O2
2H2O2=2H2O+O2
总的化学方程式是：2H2O=通电=2H2↑+O2↑
收集
1.排水集气法（用于收集难溶于水的气体）
优点：可以收集到较纯净的气体 缺点：收集到的气体较湿润
2.向下排空气法（用于收集密度比空气小 ， 不与空气中成分反应的气体） ，
优点：过程简洁 缺点：收集到的气体不纯

工业制作法
①水煤气法(主要成分CO和H2 ， C+H2O==高温==CO+H2）
②电解水的方法制氢气(2H2O==通电==O2↑+2H2↑)
③电解饱和食盐水（2NaCl+2H2O==通电==2NaOH+H2↑+Cl2↑）
自己在家怎么制作氢气 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 。

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