氢气工业用途介绍

氢气(H2)是无色无味双原子气体。相对空气密度为0.069,为最轻的元素。在常温常压下,气态氢不与大多数物质发生反应。但在较高压力和适中温度条件下,氢与许多烃类材料发生催化反应。在正常压力和高温时,氢与氧及其它气体、许多金属和金属氧化物反应,是一种高效还原剂。液态氢的正常沸点为-252.8 C,是除了氦以外的温度最低的低温气体。但由于这种气体高度易燃,很少用到这一属性。氢是一种气体燃料,燃烧时呈透明火焰,难以看见,水是唯一的燃烧产物。

多年以来氢气在许多工业过程中扮演了重要的角色。

1、氢气是一种良好的化工原料,耗用氢气量最大的是合成氨,世界上约百分之六十的氢气用于合成氨,中国的比例更高。其次是经合成气(H2/CO2)制甲醇。氢与氯可合成氯化氢而制得盐酸。 除能制氨和合成盐酸外,氢气还能还原有机物的硝基为氨基,如硝基苯氢化还原可制苯胺。用酮或醛和氢气还原烷化能制各种有机产品,例N-烷基-N苯基对苯二胺、防老剂4010防老剂4020等。
2、由于氢气具有良好的还原性,且无污染,因此氢可代替碳作还原剂用于金属冶炼;此外,氢气还可用于光导纤维生产,金属的切割焊接,氢燃料电池汽车,分布式发电等。
3、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。
4、氢气还可用作工业燃料,氢气作燃料用的优点之一就是分子量最低,而氢和氧的燃烧热值高,可达28670千卡/千克,比液氧和煤油的热值(10000千卡/千克左右)高得多,液氢是优良的火箭发动燃料,也可用于航天飞机的推进剂。

医疗用途

已有研究发现,氢气对于抗氧化、抗衰老、增强免疫力、对于人体自身修复、改善过敏体质、促进新陈代谢都有良好的功效。
但是,将氢分子融入饮用水中,其有效性和安全性并没有数据支持。而且人体本身就可以由肠内细菌产生氢分子,其产生量随食物纤维等的摄取量而变高。 因此,饮用富氢水是否能真正起作用还没有定论。
氢能源在工业中的优缺点
氢气无毒,不像有些燃料,如甲醇、一氧化碳毒性很大。并且氢气在开放的大气中,很容易快速逃逸,而不像汽油蒸汽挥发后滞留在空气中不易疏散(这使得事故发生时它的影响范围要小得多)。氢气燃烧不冒烟,只生成水,不会污染环境。
但氢能源的利用也有其不利因素。氢是易燃气体、着火点能量很小,在空气中氢的最小着火能量仅为0.019mJ,在氧气中的最小着火能量更小,仅为0.007mJ。氢的另一个危险性是它和空气混合后的燃烧浓度极限的范围很宽,按体积比计算其范围为4%一75%,因此不能因为氢的扩散能力很大而对氢的爆炸危险放松警惕。

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