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武漢氫氣生產(chǎn)

發(fā)布時間:2017/2/7

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氫氣

常溫常壓下,氫氣是一種極易燃燒,無色透明、無臭無味的氣體。氫氣是已知的密度較小的氣體,氫氣的質(zhì)量只有空氣的1/14,即在0 ℃時,一個標準大氣壓下,氫氣的密度為0.0899 g/L。所以氫氣可作為飛艇、氫氣球的填充氣體(由于氫氣具有可燃性,安全性不高,飛艇現(xiàn)多用氦氣填充)。氫氣是相對分子質(zhì)量較小的物質(zhì),主要用作還原劑。

氫氣 (H2) 早于16世紀初被人工制備,當時使用的方法是將金屬置于強酸中。1766–1781年,亨利·卡文迪許發(fā)現(xiàn)氫元素,氫氣燃燒生成水(2H?+O?=2H?O),拉瓦錫根據(jù)這一性質(zhì)將該元素命名為 “hydrogenium”(“生成水的物質(zhì)”之意,"hydro"是“水”,"gen"是“生成”,"ium"是元素通用后綴)。19 世紀50 年代英國醫(yī)生合信(B.Hobson)編寫《博物新編》(1855 年)時,把"hydrogen"翻譯為“輕氣”,意為較輕氣體。

現(xiàn)在工業(yè)上一般從天然氣或水煤氣制氫氣,而不采用高耗能的電解水的方法。制得的氫氣大量用于石化行業(yè)的裂化反應和生產(chǎn)氨氣。氫氣分子可以進入許多金屬的晶格中,造成“氫脆”現(xiàn)象,使得氫氣的存儲罐和管道需要使用特殊材料(如蒙耐爾合金),設計也更加復雜。

氫氣

特點

優(yōu)點

一、資源豐富。以水為原料,電解便可獲得。水資源在地球上相對主要燃料石油,煤也較豐富。

二、熱值高。氫燃燒的熱值高居各種燃料之冠,據(jù)測定,每千克氫燃燒放出的熱量為1.4*10^8J,為石油熱值的3倍多。因此,它貯存體積小,攜帶量大,行程遠。

三、氫為燃料潔凈。氫的燃燒產(chǎn)物是水,對環(huán)境不產(chǎn)生任何污染。相反,以汽油,柴油為燃料的車輛,排放大量氮氧化物、四乙基鉛[Pb(C2H5)4],會導致酸雨,酸霧和嚴重的鉛中毒。更重要的是,廢氣中還含有3,4-苯并芘的強致癌物質(zhì),污染大氣,危害健康?,F(xiàn)各國對以氫為新型能源的研究頗為重視。日本于1984年5月24日在富士高速公路以每小時200千米速度試車(以氫為燃料)成功。

缺點

氫氣要安全儲藏和運輸并不容易,它重量輕、難捉摸、擴散速度快,需低溫液化,會導致閥門堵塞并形成不必要的壓力

應用領域

氫氣生物學效應

早在1975年就有人開展了氫氣治療腫瘤的研究,后來2001年才有法國學者將高壓氫用于治療肝臟寄生蟲感染的研究。早期的研究只能簡單地觀察氫氣被動物呼吸后的反應,顯然觀察結(jié)果證明氫氣對動物沒有產(chǎn)生顯著的影響。關于氫氣的生物學效應,較熱鬧地當然屬于潛水醫(yī)學,因為氫氣作為人類潛水呼吸的氣體被國際許多重要的潛水醫(yī)學研究單位深入研究,作為呼吸氣體的重要前提是該氣體的安全性,就是不能對人體產(chǎn)生明顯的影響,包括在極端高壓下呼吸這種氣體。許多年的潛水醫(yī)學研究證明呼吸氫氣是非常安全的,但也同時給人們一種深刻印象,呼吸氫氣對人體是沒有明顯生物學效應的。2007年日本學者報道,動物呼吸2%的氫可有效清除強毒性自由基,顯著改善腦缺血再灌注損傷,采用化學反應、細胞學手段證明,氫溶解在液體中可選擇性中和羥自由基和亞硝酸陰離子。而后兩者是氧化損傷的重要介質(zhì),體內(nèi)缺乏他們的清除機制,是多種疾病發(fā)生的重要基礎。隨后他們又用肝缺血和心肌缺血動物模型,證明呼吸2%的氫可以治療肝和心肌缺血再灌注損傷。采用飲用飽和氫水可治療應激引起的神經(jīng)損傷和基因缺陷氧化應激動物的慢性氧化損傷。美國匹茲堡大學器官移植中心學者Nakao等隨后證明,呼吸2%的氫可以治療小腸移植引起的炎癥損傷,飲用飽和氫水可治療心臟移植后心肌損傷、腎臟移植后慢性腎病。國內(nèi)第四軍醫(yī)大學謝克亮等的研究證明,呼吸氫氣能治療動物系統(tǒng)炎癥、多器官功能衰竭和急性顱腦損傷。孫學軍等的研究也證明,呼吸2%的氫可以治療新生兒腦缺血缺氧損傷。隨后,孫學軍等成功制備了飽和氫注射液,并與國內(nèi)40多家實驗室開展合作,先后發(fā)現(xiàn)該注射液對疼痛、關節(jié)炎、急性胰腺炎、老年性癡呆、慢性氧中毒、一氧化碳中毒遲發(fā)性腦病、肝硬化、脂肪肝、脊髓創(chuàng)傷、慢性低氧、腹膜炎、結(jié)腸炎、新生兒腦缺血缺氧損傷、心肌缺血再灌注損傷、腎缺血再灌注損傷和小腸缺血再灌注損傷等具有良好的治療作用。這些研究說明,氫是一種理想的自由基、特別是毒性自由基的良好清除劑,具有潛在的臨床應用前景。

工業(yè)用途

1.氫是主要的工業(yè)原料,也是重要的工業(yè)氣體特種氣體,在石油化工、電子工業(yè)、冶金工業(yè)、食品加工、浮法玻璃、精細有機合成、航空航天等方面有著廣泛的應用。同時,氫也是一種理想的二次能源( 二次能源是指必須由一種初級能源如太陽能、煤炭等來制取的能源)。在一般情況下,氫極易與氧結(jié)合。這種特性使其成為天然的還原劑使用于防止出現(xiàn)氧化的生產(chǎn)中。在玻璃制造的高溫加工過程及電子微芯片的制造中,在氮氣保護氣中加入氫以去除殘余的氧。在石化工業(yè)中,需加氫通過去硫和氫化裂解來提煉原油。氫的另一個重要的用途是對人造黃油、食用油、洗發(fā)精、潤滑劑、家庭清潔劑及其它產(chǎn)品中的脂肪氫化。由于氫的高燃料性,航天工業(yè)使用液氫作為燃料。

2.用作合成氨、合成甲醇、合成鹽酸的原料,冶金用還原劑,石油煉制中加氫脫硫劑等

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