氢燃料设备的生产工艺有哪些

⑴ 氢气有哪些制取方法

煤制氢、生物制氢、电解水、烃类制氢。

⑵ 生产氢燃料电池的企业都有那些

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华昌化工
硼氢化钠是氢能源电池的最主要原料

⑶ 生产氢工艺方法优缺点比较

l、氢的产生途径
1.1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。
1．2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。
（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：
CH4＋H2O→CO＋H2
CO＋H2O→COZ＋HZ
CnH2h＋2＋Nh2O→nCO＋（Zh＋l）HZ
反应在800-820℃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
重油原料包括有常压、减压渣油及石油深度加工后的燃料油，重油与水蒸汽及氧气反应制得含氢
气体产物。部分重油燃烧提供转化吸热反应所需热量及一定的反应温度。该法生产的氢气产物成本
中，原料费约占三分之一，而重油价格较低，故为人们重视。我国建有大型重油部分氧化法制氢装置，用于制取合成氢的原料。
1．3生物质制氢
生物质资源丰富，是重要的可再生能源。生物质可通过气化和微生物制氢。
（1）生物质气化制氢
将生物质原料如薪柴、麦秸、稻草等压制成型，在气化炉（或裂解炉）中进行气化或裂解反应可制得含氢燃料。我国在生物质气化技术领域的研究已取得一定成果，在国外，由于转化技术的提高，生物质气化已能大规模生产水煤气，其氢气含量大大提高。
（2）微生物制氢
微生物制氢技术亦受人们的关注。利用微生物在常温常压下进行酶催反应可制得氢气。生物质
产氢主要有化能营养微生物产氢和光合微生物产氢两种。属于化能营养微生物的是各种发酵类型的
一些严格厌氧菌和兼性厌氧菌）发酵微生物放氢的原始基质是各种碳水化合物、蛋白质等。目前已有
利用碳水化合物发酵制氢的专利，并利用所产生的氢气作为发电的能源。光合微生物如微型藻类和
光合作用细菌的产氢过程与光合作用相联系，称光合产氢。
1．4其它合氢物质制氢
国外曾研究从硫化氢中制取氢气。我国有丰富的H25资源，如河北省赵兰庄油气田开采的天然气中H多含量高达90％以上，其储量达数千万吨，是一种宝贵资源，从硫化氢中制氢有各种方法，我国在90年代开展了多方面的研究，各种研究结果将为今后充分合理利用宝贵资源，提供清洁能源及
化工原料奠定基础。

⑷ 生产氢燃料电池的企业有哪些

比较出名的有美国通用电气公司（燃料电池产生，为NASA研制的空间电源），巴拉德动力内系统公司（历史悠容久，专业研究，加拿大国防部资助）

国内的话有中科院大连化学物理研究所、北京世纪富源燃料电池公司、北京飞驰绿能电源技术有限责任公司、上海神力科技有限公司等，

另外不少汽车生产商也研制生产，如benz、gm、honda、ford、nissan、toyota、kia等，但近年淡化了这方面的研究，他们都着力于纯电动、混合动力等新能源汽车上。

⑸ 氢气的制备方法、存储方式及氢气燃料电池的工作原理

氢气（Hydrogen）是世界上已知的最轻的气体。它的密度非常小，只有空气的1/14，即在标准大气压,0℃下,氢气的密度为0.0899g/L。所以氢气可作为飞艇的填充气体（由于氢气具有可燃性，安全性不高，飞艇现多用氦气填充）。灌好的氢气球，往往过一夜，第二天就飞不起来了。这是因为氢气能钻过橡胶上人眼看不见的小细孔，溜之大吉。不仅如此,在高温、高压下,氢气甚至可以穿过很厚的钢板。
同位素
在自然界中存在的同位素有: H1(氕piē）、H2(氘dāo，重氢)、H3(氚chuān,超重氢) 以人工方法合成的同位素有: 氢4、氢5、氢6、氢7
别名、英文名
氘；Deuterium、Heavy hydrogen．
毒性·安全防护
重氢无毒，有窒息性。 重氢有易燃易爆性，所以对此须引起足够的重视。其它参见氢
[编辑本段]发现
1766年由卡文迪许（H.Cavendish）在英国判明。 在化学史上，人们把氢元素的发现与“发现和证明了水是氢和氧的化合物而非元素”这两项重大成就，主要归功于英国化学家和物理学家卡文迪许（Cavendish，H.1731-1810）。
18世纪的英国化学家卡文迪许
卡文迪许是一位百万富翁，但他生活十分朴素，用自己的钱在家里建立了一座规模相当大的实验室，一生从事于科学研究。曾有科学史家说：卡文迪许“是具有学问的人中最富的，也是富人当中最有学问的。”他观察事物敏锐，精于实验设计，所做实验的结果都相当准确，而且研究范围很广泛，对于许多化学、力学和电学问题以及地球平均密度等问题的研究，都作出了重要发现。但他笃信燃素说，这使他在化学研究工作中走过一些弯路。他在五十年中只发表过18篇论文，除了一篇是理论性的外，其余全是实验性和观察性的。在他逝世以后，人们才发现他写了大量很有价值的论文稿，没有公开发表。他的这些文稿是科学研究的宝贵文献，后来分别由物理学家麦克斯韦和化学家索普整理出版。 在化学史上，有一个与这些论文稿有关的有趣的故事。卡文迪许1785年做过一个实验，他将电火花通过寻常空气和氧气的混合体，想把其中的氮全部氧化掉，产生的二氧化氮用苛性钾吸收。实验做了三个星期，最后残留下一小气泡不能被氧化。他的实验记录保存在留下的文稿中，后面写道：“空气中的浊气不是单一的物质（氮气），还有一种不与脱燃素空气（氧）化合的浊气，总量不超过全部空气的1/12.一百多年后，1892年，英国剑桥大学的物理学家瑞利（Ragleigh，L.1842-1919）测定氮的密度时，发现从空气得来的氮比从氨氧化分解产生的氮每升重0.0064克，百思不得其解。化学家莱姆塞（Ramsay，W.1852-1916）认为来自空气的氮气里面能含有一种较重的未知气体。这时，化学教授杜瓦（Dewar，J.1842-1923）向他们提到剑桥大学的老前辈卡文迪许的上述实验和小气泡之谜。他们立即把卡文迪许的科学资料借来阅读，瑞利重复了卡文迪许当年的实验，很快得到了小气泡。莱姆塞设计了一个新的实验，除去空气中的水汽、碳酸气、氧和氮后，也得到了这种气体，密度比氮气大，用分光镜检查后，肯定这是一种新的元素，取名氩。这样，卡文迪许当年的工作在1894年元素氩的发现中起了重要作用。从这个故事可看出卡文迪许严谨的科研作风和他对化学的重大贡献。1871年，剑桥大学建立了一座物理实验室，以卡文迪许的名字命名，这就是著名的卡文迪许实验室，它在几十年内，一直是世界现代物理学的一个重要研究中心。
氢的发现和氢的性质的研究
在18世纪末以前，曾经有不少人做过制取氢气的实验，所以实际上很难说是谁发现了氢，即使公认对氢的发现和研究有过很大贡献的卡文迪许本人也认为氢的发现不只是他的功劳。早在16世纪，瑞士著名医生帕拉塞斯就描述过铁屑与酸接触时有一种气体产生；17世纪时，比利时著名的医疗化学派学者海尔蒙特（van Helmont，J.B.1579-1644）曾偶然接触过这种气体，但没有把它离析、收集起来。 波义耳虽偶然收集过这种气体，但并未进行研究。他们只知道它可燃，此外就很少了解。1700年，法国药剂师勒梅里（Lemery，N.1645-1715）在巴黎科学院的《报告》上也提到过它。最早把氢气收集起来，并对它的性质仔细加以研究的是卡文迪许。 1766年卡文迪许向英国皇家学会提交了一篇研究报告《人造空气实验》，讲了他用铁、锌等与稀硫酸、稀盐酸作用制得“易燃空气”（即氢气），并用普利斯特里发明的排水集气法把它收集起来，进行研究。他发现一定量的某种金属分别与足量的各种酸作用，所产生的这种气体的量是固定的，与酸的种类、浓度都无关。他还发现氢气与空气混合后点燃会发生爆炸；又发现氢气与氧气化合生成水，从而认识到这种气体和其它已知的各种气体都不同。但是，由于他是燃素说的虔诚信徒，按照他的理解：这种气体燃烧起来这么猛烈，一定富含燃素；硫磺燃烧后成为硫酸，那么硫酸中是没有燃素的；而按照燃素说金属也是含燃素的。所以他认为这种气体是从金属中分解出来的，而不是来自酸中。他设想金属在酸中溶解时，“它们所含的燃素便释放出来，形成了这种可燃空气”。他甚至曾一度设想氢气就是燃素，这种推测很快就得以当时的一些杰出化学家舍勒、基尔万（Kirwan，R.1735-1812）等的赞同。由于把氢气充到膀胱气球中，气球便会徐徐上升，这种现象当时曾被一些燃素学说的信奉者们用来作为他们“论证”燃素具有负重量的根据。但卡文迪许究竟是一位非凡的科学家，后来他弄清楚了气球在空气中所受浮力问题，通过精确研究，证明氢气是有重量的，只是比空气轻很多。他是这样做实验的：先把金属和装有酸的烧瓶称重，然后将金属投入酸中，用排水集气法收集氢气并测体积，再称量反应后烧瓶及内装物的总量。这样他确定了氢气的比重只是空气的9%.但这些化学家仍不肯轻易放弃旧说，鉴于氢气燃烧后会产生水，于是他们改说氢气是燃素和水的化合物。 水的合成否定了水是元素的错误观念，在古希腊：恩培多克勒提出，宇宙间只存在火、气、水、土四种元素，它们组成万物。从那时起直到18世纪70年代，人们一直认为水是一种元素。1781年，普利斯特里将氢气和空气放在闭口玻璃瓶中，用电火花引爆，发现瓶的内壁有露珠出现。同年卡文迪许也用不同比例的氢气与空气的混合物反复进行这项实验，确认这种露滴是纯净的水，表明氢是水的一种成分。这时氧气业已发现，卡文迪许又用纯氧代替空气进行试验，不仅证明氢和氧化合成水，而且确认大约2份体积的氢与1份体积的氧恰好化合成水（发表于1784年）。这些实验结果本已毫无疑义地证明了水是氢和氧的化合物，而不是一种元素，但卡文迪许却和普利斯特里一样，仍坚持认为水是一种元素，氧是失去燃素的水，氢则是含有过多燃素的水。他用下式表示“易燃空气”（氢）的燃烧： （水＋燃素）＋ （水－燃素）—→水 易燃空气（氢） 失燃素空气（氧） 1782年，拉瓦锡重复了他们的实验，并用红热的枪筒分解了水蒸汽，明确提出正确的结论：水不是元素而是氢和氧的化合物，纠正了两千多年来把水当做元素的错误概念。1787年，他把过去称作“易燃空气”的这种气体命名为“H-ydrogne”（氢），意思是“产生水的”，并确认它是一种元素。
[编辑本段]理化性质
氢气是无色并且密度比空气小的气体（在各种气体中，氢气的密度最小。标准状况下，1升氢气的质量是0.0899克，比空气轻得多）。因为氢气难溶于水，所以可以用排水集气法收集氢气。另外，在101千帕压强下，温度-252.87℃时，氢气可转变成无色的液体；-259.1℃时，变成雪状固体。常温下，氢气的性质很稳定，不容易跟其它物质发生化学反应。但当条件改变时（如点燃、加热、使用催化剂等），情况就不同了。如氢气被钯或铂等金属吸附后具有较强的活性（特别是被钯吸附）。金属钯对氢气的吸附作用最强。 总结为： 分子式：H2 沸点：-252.77℃(20.38K) 密度：0.09kg/m3 相对分子质量：2.016 生产方法：电解、裂解、煤制气等 分子量： 4.032 三相点： -254.4℃ 液体密度(平衡状态，-252.8℃)： 169kg/m3 气体密度(101.325kPa，0℃)：0.0899kg/m3 比容(101.325kPa，21.2℃)： 5.987m3/kg 气液容积比(15℃，100kPa)： 974L/L 压缩系数： 压力kPa 100 1000 5000· 10000 温度℃ 15 50 1.0087 1.0008 1.0060 1.0057 1.0296 1.0296 1.0600 1.0555 临界温度： -234.8℃ 临界压力： 1664.8kPa 临界密度： 66.8kg/m3 溶化热(-254.5℃)(平衡态)：48.84kJ/kg 气化热△Hv(-249.5℃)： 305kJ/kg 比热容(101.335kPa，25℃，气体)：Cp=7.243kJ/(kg·K) Cv=5.178kJ/(kK·K) 比热比(101.325kPa，25℃，气体)： Cp/Cv=1.40 蒸气压力(正常态，17.703)： 10.67kPa (正常态，21.621)： 53.33kPa (正常态，24.249K)： 119.99kPa 粘度(气体，正常态，101.325kPa，0℃)：0.010lmPa·S (液体，平衡态，-252.8℃)：0.040mPa·s 表面张力(平衡态，-252.8℃)： 3.72mN/m 导热系数(气体101.325kPa，0℃)：0.1289w/(m·K) (液体，-252.8℃)：’ 1264W/(m·K) 折射系数nv(101.325kPa，25℃)： 1.0001265 空气中的燃烧界限： 5%～75%(体积) 易燃性级别： 4 毒性级别：0 易爆性级别： 1 重氢在常温常压下为无色无嗅无毒可燃性气体，是普通氢的一种稳定同位素。它在通常水的氢中含0.0139%～0.0157%。其化学性质与普通氢完全相同。但因质量大，反应速度小一些。
[编辑本段]氢气分类标准
工业氢GB/T3634-1995 H2≥99.90%（优等品） H2≥99.50%（一等品） H2≥99.00%（合格品） 纯 氢 GB/T7445-1995 H2≥99.99% 高纯氢 GB/T7445-1995 H2≥99.999% 超高纯氢 GB/T7445-1995 H2≥99.9999% 氢气的产生由水通电产生氢气和氧气
[编辑本段]主要性能
高燃烧性，还原剂，液态温度比氮更低
a. 可燃性：
纯氢的引燃温度为400℃。 氢气在空气里的燃烧，实际上是与空气里的氧气发生反应，生成水。 2H2+O2=2H2O(点燃) 这一反应过程中有大量热放出，火焰呈淡蓝色。燃烧时放出热量是相同条件下汽油的三倍。因此可用作高能燃料，在火箭上使用。我国长征3号火箭就用液氢燃料。 不纯的H2点燃时会发生爆炸。但有一个极限，当空气中所含氢气的体积占混合体积的4％－74.2%时，点燃都会产生爆炸，这个体积分数范围叫爆炸极限。 用试管收集一试管氢气，然后用燃着木条放到试管口，如果听到轻微的“噗”声，表明氢气是纯净的。如果听到尖锐的爆鸣声，表明氢气不纯。这时需要重新收集和检验。 如用排气法收集，则要用拇指堵住试管口一会儿，使试管内可能尚未熄灭的火焰熄灭，然后才能再收集氢气（或另取一试管收集）。收集好后，用大拇指 堵住试管口移近火焰再移开，看是否有“噗”声，直到试验表明氢气纯净为止。 氢气在空气中燃烧会发出淡蓝色的火焰，其装置就是直接在玻璃尖管中点燃，那么我们真的能看到淡蓝色的火焰吗？ 在玻璃里，含钠离子，而钠离子的焰色却是黄色的，所以，用上述方法只能看到黄色的火焰，却不能看到淡蓝色的火焰。如果要实现淡蓝色的火焰，可采取以下方法： 方法一：用石英导管(天价，不适于普通中学的实验室) 方法二：用铜管(具有欺骗成分，因为铜元素的焰色为绿色，而且铜能导热，对用橡皮管连接铜管，点燃时会影响气密性) 方法三：由于黄色火焰是玻璃中的钠离子造成的，那么我们可以用类似于用焰色反应检验钾元素一样透过钴玻璃看火焰就可以排除钠的干扰了。
b.还原性
氢气与氧化铜反应，实质是氢气夺取氧化铜中的氧生成水，使氧化铜变为红色的金属铜。 CuO+H2=Cu+H2O(加热) CO+3H2=CH4+H2O(催化剂) 在这个反应中，氧化铜失去氧变成铜，氧化铜被还原了，即氧化铜发生了还原反应。这种含氧化合物失去氧的反应，叫做还原反应。能夺取含氧化物里的氧，使它发生还原反应是的物质，叫做还原剂。还原剂具有还原性。 根据氢气所具有的燃烧性质，它可以作为燃料，可以应用与航天、焊接、军事等方面；根据它的还原性，还可以用于冶炼某些金属材料等方面。 此外，氢气与有机物的加成反应也体现了氢气的还原性，如 CH2＝CH2+H2→CH3CH3 1）还原装置 ①试管口应略向下倾斜 ②通入氢气的导管应伸入试管底部 ③试管口不能用橡皮塞塞紧 ④用酒精灯外焰加热 2）实验操作 ①实验前应先通一会儿纯净的氢气，然后开始加热 ②实验结束后，先撤走酒精灯，继续通氢气，直至试管冷却为止。 简记为“两先两后，先通氢后上灯，先移灯后停氢。”
[编辑本段]氢气的生产方法
一 原始氢气生产方法：
原始氢气是宇宙大爆炸由原始粒子形成的氢气，大部分分布在宇宙空间内和大的星球中，是恒星的核燃料，是组成宇宙中各种元素及物质的初始物质。地球上没有原始氢气因为地球的引力束缚不了它。只有它的化合物。
二 人造氢气生产方法：
可分为以下几种启普发生器制氢气 ⒈ 工业氢气生产方法： ⑴由煤和水生产氢气（生产设备煤气发生设备，变压吸附设备） ⑵有裂化石油气生产（生产设备裂化设备，变压吸附设备，脱碳设备） ⑶电解水生产（生产设备电解槽设备） ⑷工业废气。 ⒉民用氢气生产方法： ⑴氨分解（生产设备汽化炉，分解炉，变压吸附设备） ⑵由活泼金属与酸（生产设备不锈钢或玻璃容器设备） ⑵强碱与铝或硅（生产设备充氢气球机设备）一般生产氢气球都用此方法。 ⒊试验室氢气生产方法： 硫酸与锌粒（生产设备启普发生器） 4.其他 (1)由重水电解。 (2)由液氢低温精镏。
[编辑本段]氢气的制取方法
实验室制取氢气一、实验室制法
1.用强酸与活泼金属反应，如Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ 2.用碱金属与水反应，如2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
二、工业制法
1.利用电解饱和食盐水产生氢气，如2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2↑+H2↑ 2.工业上用水和红热的碳反应 3.用铝和氢氧化钠反应制取: 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
三、制取氢气的新方法
盛有氢气的集气瓶的放置方法1.用氧化亚铜作催化剂从水中制取氢气。 2.用新型的钼的化合物从水中制取氢气。 3.用光催化剂反应和超声波照射把水完全分解的方法。 4.陶瓷跟水反应制取氢气。 5.生物质快速裂解油制取氢气。 6.从微生物中提取的酶制氢气。 7.用细菌制取氢气。 8.用绿藻生产氢气。 9.有机废水发酵法生物制氢气。 10.利用太阳能从生物质和水中制取氢气。 利用太阳能从生物质和水中制取氢气是最佳的制取氢气的方法。理由是太阳能能量巨大、取之不尽、用之不竭、而且清洁、无污染、不需要开采、运输。怎样制取氢气的成本就大大降低。 11.用二氧化钛作催化剂,在激光的照射下,让水分解成氢气和氧气.
[编辑本段]氢气的可燃性
在带尖嘴的导管口点燃纯净的氢气，观察火焰的颜色。然后在火焰上方罩一个冷而干燥的烧杯，过一会儿，我们可以看到，纯净的氢气在空气里安静地燃烧，产生淡蓝色的火焰（氢气在玻璃导管口燃烧时，火焰常略带黄色）。用烧杯罩在火焰的上方时，烧杯壁上有水珠生成，接触烧杯的手能感到发烫。 氢气在空气里燃烧，实际上是氢气跟空气里的氧气发生了化合反应，生成了水并放出大量的热。这个反应的化学方程式是： 2H2＋O2=2H2O(点燃) 取一个一端开口，另一端钻有小孔的纸筒(或塑料筒等)，用纸团堵住小孔，用向下排空气法收集氢气，使纸筒内充满氢气。把氢气发生装置移开，拿掉堵小孔的纸团，用燃着的木条在小孔处点火,注意有什么现象发生。(做这个实验时，人要离得远些，注意安全。) 我们可以看到，刚点燃时，氢气安静地燃烧，过一小会儿，突然听到“砰”的一声响，爆炸的气浪把纸筒高高炸起。 实验测定，空气里如果混入氢气的体积达到总体积的4％～74.2％，点燃时就会发生爆炸。这个范围叫做氢气的爆炸极限。实际上，任何可燃气体或可燃的粉尘如果跟空气充分混合，遇火时都有可能发生爆炸。因此，当可燃性气体(如氢气、液化石油气、煤气等)发生泄漏时，应杜绝一切火源、火星，禁止产生电火花，以防发生爆炸。 正是由于这个原因，我们在使用氢气时，要特别注意安全。点燃氢气前，一定要检验氢气的纯度。 用排水法收集一试管氢气，用拇指堵住，移近火焰，移开拇指点火，如果听到尖锐的爆鸣声，就表明氢气不纯，需要再收集，再检验，直到响声很小，只有“扑”的一声才表明氢气已纯净。如果用向下排空气法收集氢气，经检验不纯而需要再检验时，应该用拇指堵住试管口一会儿（以防点燃产生氢气的试管）然后再收集氢气检验纯度，否则会发生爆炸的危险。因为刚检验过纯度的试管内，氢气火焰可能还没有熄灭，如果立刻就用这个试管去收集氢气，氢气火焰可能会点燃氢气发生器里尚混有空气的氢气，使氢气发生器发生爆炸。用拇指堵住试管口一会儿，就使试管内未熄灭的氢气火焰因缺氧气而熄灭。 另外氢气在氧气过量和低温有催化剂的条件下点燃可生成过氧化氢（H2O2）（氧气化合价为1）
[编辑本段]应用
氢是主要的工业原料，也是最重要的工业气体和特种气体，在石油化工、电子工业、冶金工业、食品加工、浮法玻璃、精细有机合成、航空航天等方面有着广泛的应用。同时，氢也是一种理想的二次能源（ 二次能源是指必须由一种初级能源如太阳能、煤炭等来制取的能源）。在一般情况下，氢极易与氧结合。这种特性使其成为天然的还原剂使用于防止出现氧化的生产中。在玻璃制造的高温加工过程及电子微芯片的制造中，在氮气保护气氛中加入氢以去除残余的氧。在石化工业中，需加氢通过去硫和氢化裂解来提炼原油。氢的另一个重要的用途是对人造黄油、食用油、洗发精、润滑剂、家庭清洁剂及其它产品中的脂肪氢化。由于氢的高燃料性，航天工业使用液氢作为燃料。
[编辑本段]主要用途及应用行业
用途：核研究、氘核加速器的轰击粒子、示踪剂。 应用行业： 石油精炼 浮法玻璃 电子 食品 化工生产 航天 汽车业
[编辑本段]包装、贮存和运输
包装方式：氢气拖车/瓶组/钢瓶 运输方式：氢的贮运有四种方式可供选择，即气态贮运、液态贮运、金属氢化物贮运和微球贮运。目前，实际应用的只有前三种，微球贮运方式尚在研究中。
[编辑本段]安全注意事项
氢气是一种无色、无嗅、无毒、易燃易爆的气体，和氟、氯、氧、一氧化碳以及空气混合均有爆炸的危险，其中，氢与氟的混合物在低温和黑暗环境就能发生自发性爆炸，与氯的混合比为1：1时，在光照下也可爆炸。氢由于无色无味，燃烧时火焰是透明的，因此其存在不易被感官发现，在许多情况下向氢气中加入乙硫醇，以便感官察觉，并可同时付予火焰以颜色。氢虽无毒，在生理上对人体是惰性的，但若空气中氢含量增高，将引起缺氧性窒息。与所有低温液体一样，直接接触液氢将引起冻伤。液氢外溢并突然大面积蒸发还会造成环境缺氧，并有可能和空气一起形成爆炸混合物，引发燃烧爆炸事故。

⑹ 如何制造氢气制造氢气需要哪些设备和材料知道的请告诉我，谢谢！

电解水

⑺ 燃料油生产工艺是什么

原油经常减压蒸馏（一次加工）可得到约40%的轻质油品，其余是重质馏分和渣油。如果不经过二次加工，重质馏分和渣油只能作润滑油基础油原料和重质燃料油。目前国内原油中直馏轻质燃料油不能满足市场的需求，因此，如何将重质馏分甚至渣油经化学方法转化成轻质燃料是燃料生产的一个重要课题。此外，一次加工（直馏）汽油辛烷值低（一般在40～60），直接在汽车发动机中使用，会出现爆震现象，易损坏汽车发动机的零件，减少使用寿命，所以直馏汽油也需要二次加工，以提高其质量。

二次加工工艺很多，如催化裂化、催化重整、催化加氢、焦化、减黏裂化、烷基化等。本节只介绍目前炼油厂广泛采用的催化裂化和催化重整工艺。

一、催化裂化

（一）催化裂化原理

所谓催化裂化，是指在裂解反应时采用了催化剂的裂化工艺。催化裂化一般使用重质燃料油（如减压馏分油、焦化蜡油等）为原料。反应产物一般气体约10%～20%；汽油产率约30%～60%；柴油产率约20%～40%；焦炭产率约5%～7%。常压塔底重油和减压塔底渣油中含有较多的胶质、沥青质，在催化裂化时易生成焦炭，同时含有Fe、Ni等重金属，易使催化剂污染，降低其活性。若作裂化原料，必须解决重金属污染及焦炭生成较多的问题。

催化裂化时，原料油是在500℃左右及0.2～0.4MPa进行。在催化裂化条件下，烃类进行的反应不只是裂化一种反应，不但有大分子裂化成为小分子，而且也有小分子缩合成大分子的反应（甚至缩合成焦炭）。与此同时，还进行异构化、芳烃化、氢转移等反应。在这些反应中，裂化反应是最主要的反应。

（二）催化裂化的工业型式

催化裂化是原料油在催化剂的作用下进行的，一方面通过裂解等反应生成较小分子的产物——气体、汽油、柴油等；另一方面缩合成焦炭。这些焦炭沉积在催化剂表面使催化剂活性降低，因此必须烧去催化剂表面上积累的焦炭（积炭）来恢复催化剂的活性，这个用空气烧焦的过程称为催化剂的再生。一个催化裂化装置中，催化剂不断地进行反应和再生是催化裂化工艺的一个特点。

裂化反应是吸热反应，再生反应是放热反应。为了维持一定温度条件，必须解决周期性地进行反应和再生、供热和取热的问题，即在反应时向装置供热，再生时从装置内取走热量。解决反应和再生这一对矛盾的基本方式不同，工业催化裂化装置分为固定床、流化床、移动床和提升管四种型式，见图8-4。

图8-6催化重整工艺原理流程图

（a）：1—预分馏塔；2—预加氢加热炉；3，4—预加氢反应器；5—脱水塔（b）：1，2，3，4—加热炉；5，6，7，8—重整反应器；9—高压分离器；10—稳定塔

1．原料预处理部分

原料预处理包括原料的预分馏、预脱砷、预加氢。其目的是得到馏分范围和杂质含量都合乎要求的重整原料。

（1）预分馏：直馏汽油馏分（≤180℃馏分）进入预分馏塔，从塔顶切除原料中低于80℃的馏分（≤C6，因这部分烃类易裂化成非汽油馏分而降低汽油产率），作汽油调和组分或化工原料。塔底得到80～180℃馏分可作重整原料。

（2）预加氢：预加氢的目的是除去原料中的砷、铅、铜、铁、氧、硫、氮等催化剂“毒物”，使其含量降至允许范围内，同时可以使烯烃饱和，减少催化剂上积炭。预加氢反应放出H2S、NH3、H2O等，以及砷、铅等金属化合物，砷、铅等吸附在加氢催化剂（钼酸镍或钼酸钴）上除去。预加氢反应物经冷却后进入高压分离器，分离出富氢气体后，液体油中溶有少量的H2S、NH3、H2O等需除去，因此将液体油送到脱水塔、脱硫器，经处理后，可作为重整反应部分的进料。

有些炼油厂在预加氢单元设置单独的预脱砷反应器，采用吸附法或化学氧化法脱砷。

2．重整反应及分馏部分

经预处理的原料油与循环氢混合，经加热炉加热后进入重整反应器。重整反应是吸热反应，反应时温度要下降。为了维持反应器较高的反应温度（480～520℃），工业上重整反应器采用了3～4个反应器串联，每个反应器前都设有加热炉，加热至每个反应器所需的温度。

在催化重整反应时，反应器应通入大量氢气进行循环，目的是抑制生焦反应，保护催化剂；同时起到热载体作用，减少反应床层温降，提高反应器内的平均温度；此外，可稀释原料使原料分布更均匀。

由最后一个反应器出来的反应产物经换热、冷却后进入高压分离器，分出气体（含氢85%～95%），经循环氢压缩机升压后大部分作重整反应器的循环氢使用，少部分去预处理部分，分离出的重整生成油进入稳定塔。稳定塔是一个分馏塔，塔顶分出液态烃，塔底为蒸气压满足要求的稳定汽油。

从原油经减压、催化裂化等加工过程得到的轻质燃料中，仍含少量杂质（如含硫、氧、氮等化合物），这些杂质对油品的使用性能有很大影响，会使油品色泽加深、气味加浓，使油品具有腐蚀性，燃烧后放出气体，易于变质等，因此，必须将这些杂质除去。因而可通过燃料产品精制过程将半成品加工成商品，满足产品的规格要求。有时，单靠精制仍满足不了产品的某些性能要求，这时可向燃料中加入油品添加剂（如抗爆剂、抗氧化剂、降凝剂等）来改善燃料的质量。油品的调和无一定的规范，由各炼厂实际情况确定。比如，车用汽油的调和，主要组分采用直馏汽油、二次加工所产的汽油，另外加入抗爆剂、抗氧化剂、金属钝化剂等。

⑻ 工业是如何生产氢气的

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。
（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：
CH4＋H2O→CO＋H2
CO＋H2O→COZ＋HZ
CnH2h＋2＋Nh2O→nCO＋（Zh＋l）HZ
反应在800-820℃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
重油原料包括有常压、减压渣油及石油深度加工后的燃料油，重油与水蒸汽及氧气反应制得含氢
气体产物。部分重油燃烧提供转化吸热反应所需热量及一定的反应温度。该法生产的氢气产物成本
中，原料费约占三分之一，而重油价格较低，故为人们重视。我国建有大型重油部分氧化法制氢装置，用于制取合成氢的原料。