氢气作为一种十分重要的工业原料和一种洁净的能源,它广泛应用于石油化工、电子、冶金等行业,随着经济发展,现代社会对氢气产量和纯度都提出越来越高的要求,根据青岛工业气体小编了解到其中80%的氢气是通过水蒸气变换工艺生产。
氢气是一种重要的化工原料和工业保护气体。用途十分广泛,近年来随着环保要求的提高,各国对油品质量的要求越来越高,使得加氢工艺成了炼油厂必不可少的工序,炼油行业对氢气的需求量越来越大[1],全球每年生产氢气约0.41亿吨。
应用领域
氢气不仅是一种“洁净”的能源,也是一种十分重要的工业原料,它广泛应用于石油、化工、电子、冶金、油脂、航天、轻工业等领域[3]。
在化学工业中,氢气是合成氨、甲醇等的主要原料之一;在炼油工业中,氢气被广泛用于对石脑油、粗柴油、燃料油、重油的脱硫、石油炼制、催化裂化以及不饱和烃等的加氢精制以提高油品的质量;尼龙塑料、农药、油脂化学和精细化学品加工中都需要氢气生产相应产品。
在电子工业中,氢气主要用作保护气体。电子材料、半导体材料和器件、集成电路及电真空器件生产中,都需要高纯氢做还原气、携带气和保护气。
在冶金工业中,有色金属如:钨、钼、钛等生产和加工中,使用氢作还原剂和保护气。在硅钢片、磁性材料和磁性合金生产中,也需要高纯氢气作保护气,以提高磁性和稳定性。在精密合金退火。粉末冶金生产中,薄板和带钢轧制中常用氢—氮做保护气。
在油脂工业中,将液态油氢化为固态或半固态的脂肪,生产人造奶油或肥皂工业用的硬化油。许多天然食用油具有很大度的不饱和性,经氢化处理后,所行产品可稳定贮存,并能抵抗细菌的生长,提高油的黏度。食用油加氢的产品可加工成人造奶油和食用蛋白质等。非食用油加氢可得到生产肥皂和畜牧业饲料的原料。氢气还用于动植物油脂的硬化,如制造人造奶油、脆化奶油、润滑脂等。
在航天工业中,氢是重要的燃料。由于氢气所具有的良好的燃烧性能以及环保要求的日益严格,未来市场对氢气具有潜在的巨大需求。
轻工业中,如:石英玻璃、人造宝石的制造和加工、浮法玻璃生产中,都使用氢气做燃烧气或保护气。其他,氢气作为汽轮发电机的冷却剂。
氢气的主要来源有电解水制氢;利用煤、天然气、重油为原料和水蒸汽反应造气,以及利用烃类转化或焦炉气制氢等;另外,一些工业生产中产生的含氢尾气,如合成氨弛放气、甲醇尾气、脱甲烷塔尾气以及各种裂解工艺的尾气中都含有一定量的氢气,对这些工业尾气进行分离提纯可以获得氢气。
其中,电解水法制氢工艺成熟,制得的产品氢气纯度高,主要杂质为H2O和O2,一般仍需纯化处理,而且该方法运行可靠、管理方便,不产生污染,制得的氢气纯度较高、杂质含量少,可应用于各种使用氢气的场所。但设备投资大,能量消耗高,而且对设备的腐蚀严重。通常情况下电解氢气的成本较高。
水蒸汽转化法是目前常用的制氢方法,技术可靠、流程简单、投资低廉、操作简便,因而在氢气的工业生产中占有主导地位。但是,该方法原料成本约占氢气成本的40%~80%。产品气中氢气的含量低于80%,必须对其进行分离提纯才能得到高纯度的氢气。
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