氫氣的著火點為500°C。純凈的氫氣與氧氣的混合物燃燒時放出紫外線。因為氫氣比空氣輕,所以氫氣的火焰傾向于快速上升,故其造成的危害小于碳氫化合物燃燒的危害。氫氣與所有的氧化性元素單質(zhì)反應。氫氣在常溫下可自發(fā)的和氯氣(需要光照)反應,氫氣和氟氣在冷暗處混合就可,生成具有潛在危險性的酸氯化氫或氟化氫。在帶尖嘴的導管口點燃純凈的氫氣,觀察火焰的顏色。然后在火焰上方罩一個冷而干燥的燒杯,過一會兒。我們可以看到,純凈的氫氣在空氣里安靜地燃燒,產(chǎn)生淡藍色的火焰(氫氣在玻璃導管口燃燒時,火焰常略帶黃色)。用燒杯罩在火焰的上方時,燒杯壁上有水珠生成,接觸燒杯的手能感到發(fā)燙。氫氣在空氣里燃燒,實際上是氫氣跟空氣里的氧氣發(fā)生了化合反應,生成了水并放出大量的熱。這個反應的化學方程式是:2H2+O2=點燃=2H2O反過來,氫氣可以用電解水的方式制備。這個反應的化學方程式是:H2O=H++OH-H++e-=H2H=H2OH--e-=OH2OH=H2O22H2O2=2H2O+O2總的化學方程式是:2H2O=通電=2H2↑+O2↑取一個一端開口,另一端鉆有小孔的紙筒(或塑料筒等),用紙團堵住小孔,用向下排空氣法收集氫氣,使紙筒內(nèi)充滿氫氣。把氫氣發(fā)生裝置移開。 管道氫氣運輸?shù)某杀局饕ü艿澜ㄔO(shè)費用折舊與攤銷、直接運行維護費用、管理費及氫氣壓縮成本等。湖北氫氣運輸鋼瓶
其昂貴的投資使氫氣運輸成本基本維持不變。當加氫站規(guī)模達到1500kg·d-1時,氫氣的運輸成本大約為6元·kg-1。單從運輸方面的成本來看,三種運輸方式中以液氫運輸成本比較低,管道運輸比較高。注意此液氫運輸成本沒有包含氫氣液化及蒸發(fā)成本,氫氣液化設(shè)備的投資非常巨大,一個日處理量為120t氫氣的液化廠投資約為9千萬美元。Syed等計算了規(guī)模為3×104kg·h-1的氫氣液化成本,達到·kg-1,若考慮到此,長管拖車運輸氫氣的成本在目前還是比較低的。由于長管拖車運輸和槽車運輸技術(shù)都非常成熟,通過技術(shù)進步降低設(shè)備成本不大可能。但是今后生產(chǎn)規(guī)模擴大后能降低部分成本。3能耗分析氫氣首先經(jīng)過壓縮或液化后再進行運輸,這些過程都需要消耗能量。Bossel等深入地比較了壓縮和液化的能耗以及氫氣道路運輸?shù)哪芎?,可為氫氣運輸方式的選擇提供參考。氫氣的高熱值為142MJ·kg-1,如果將氫氣壓縮到20MPa,大約消耗能量14MJ·kg-1,相當于氫氣內(nèi)能的10%左右。液化能耗很高,具有明顯的規(guī)模效益。當液化量很少時,液化能耗甚至高于氫氣的熱值,當液化量達到1000kg·h-1時,液化能耗仍超過40MJ·kg-1,是低熱值的30%以上。對于一般規(guī)模的液化廠,氫氣液化能耗大約為壓縮能耗的3倍。 化工氫氣運輸服務(wù)電話電子工業(yè)可以利用氫氣來制取純硅這種半導體材料。
氫氣所以可以作為慢性病干預新手段,關(guān)鍵的原因有三個,那就是有效果、安全性高和經(jīng)濟方便。首先是在于氫氣可以發(fā)揮一定作用,目前的研究表明,氫水飲用能改善血脂異常,可以降低部分糖尿病患者血糖,緩解胰島素耐受程度。對的動物研究也發(fā)現(xiàn),能減輕導致的血管和腎臟等重要靶損傷。不僅氫氣對常見代謝性疾病有作用,對重要常見的兩種神經(jīng)退行性疾病,老年性癡呆預防和帕金森病癥狀改善,都有臨床研究證據(jù)。其次是氫氣對人體的安全性非常高。我們使用改善健康的手段和方法很多,但選擇方法的一個重要原則就是要考慮安全性。雖然有效的手段很多,但少數(shù)人毒性和副作用可能會帶來災難后果。
氫氣的用途在石化工業(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。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。用作合成氨、合成甲醇、合成鹽酸的原料,冶金用還原劑。由于氫的高燃料性,航天工業(yè)使用液氫作為燃料。氫氣是一種無色、無嗅、無毒、易燃易爆的氣體,和氟氣、氯氣、氧氣、一氧化碳以及空氣混合均有的危險。全球范圍內(nèi)正掀起氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展熱潮,將極大推動氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
日本大型工程與建設(shè)企業(yè)千代田化工建設(shè)公司將涉足氫氣銷售業(yè)務(wù),將憑借常溫常壓儲運技術(shù)解決氫氣運輸難的問題。不僅是燃料電池車,日本在氫氣流通領(lǐng)域也瞄準了世界標準的寶座。氫氣是備受期待的新一代能源。豐田汽車公司和本田技研工業(yè)公司都宣布將在2015年向市場投放燃料電池車(FCV),氫社會的到來近在眼前。但課題依然存在,那就是氫氣不易儲運。要想把氫氣轉(zhuǎn)化成運輸效率高的液體,必須達到零下250度左右的溫度,保持氣體狀態(tài)的話就需要高壓儲藏。因為需要特殊的運輸及儲藏設(shè)備,建設(shè)氫基礎(chǔ)設(shè)施的難度很大,成了推進氫社會的瓶頸。千代田化工建設(shè)瞄準的目標就是解決這個難題,力爭成為氫社會的主角。該公司成功開發(fā)出了在使用甲苯使氫氣液化后,能夠高效從液氫中提取出氫氣的特殊催化劑。利用這一技術(shù),氫就能夠像汽油一樣在常溫常壓下運輸,實現(xiàn)對現(xiàn)有設(shè)備的充分利用。這個業(yè)務(wù)超出了傳統(tǒng)工程與建設(shè)公司的經(jīng)營范圍。千代田化工的社長澀谷省吾說:“我們不僅要建設(shè)脫氫工廠等各種設(shè)施,今后還將開展氫氣零售業(yè)務(wù)?!鼻Т锘?gòu)建將液化氫從中東和亞洲的產(chǎn)油國運到日本,在日本的脫氫工廠分離氫氣的業(yè)務(wù)。該公司預定在2014財年(截至2015年3月)內(nèi)。 液態(tài)氫的運輸?shù)玫交貓?,每日運輸量為10噸,運輸距離超過200公里時,液態(tài)氫的運輸相當有優(yōu)勢。甘肅壓縮氫氣運輸車
目前工業(yè)上氫氣的制造主要有水電解制氫氣甲醇裂解制氫氣、天然氣裂解制氫氣、氨分解制氫氣等幾種制造方式。湖北氫氣運輸鋼瓶
管道輸送氫氣是實現(xiàn)氫氣大規(guī)模、長距離運輸?shù)姆绞?,然而在中國,實現(xiàn)管道輸送氫氣并非一件容易的事情。中國氫能聯(lián)盟近期發(fā)布的《中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書》指出,美國有2500公里的輸氫管道,歐洲已有1569公里的輸氫管道,我國則有100公里輸氫管道。全球范圍內(nèi)輸氫管道的數(shù)量加起來不到4500公里,與油氣管道相比,是幾個數(shù)量級的差別。目前國內(nèi)外低壓氫氣管道運輸尚處于初步發(fā)展階段。成本是制約輸氫管道發(fā)展的一個因素。由于氫氣自身體積能量密度小、容易對管材產(chǎn)生“氫脆”現(xiàn)象,其管道運輸成本往往大于同能量流率下天然氣管道運輸?shù)某杀?。有?shù)據(jù)顯示,在美國氫氣管道的造價大約為30萬-100萬美元/公里,是天然氣管道造價的2倍。而由誰來投資建設(shè)管道是一個值得考慮的問題。在國外,氣體公司既生產(chǎn)工業(yè)氣體供應市場,也生產(chǎn)裝置出售給用戶。如冶金、化工、石化、半導體等企業(yè),通過專業(yè)氣體公司以管道輸送或現(xiàn)場裝置生產(chǎn)供應氣體。法國氣體供應商AirLiquide(液空)公司憑借其技術(shù)和經(jīng)驗,根據(jù)工業(yè)企業(yè)的需求,已在中國的上海、天津、遼陽鋪設(shè)了輸氫管道。國內(nèi)公司方面,2014年,中石化巴陵石化全長42公里的氫氣輸送管線順利投用。 湖北氫氣運輸鋼瓶