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工業氫氣

工業氫氣

文字:[大][中][小] 2015-11-12    瀏覽次數:3451    

 

  氫氣是世界上已知的密度最小的氣體,是相對分子質量最小的物質,氫是宇宙中含量最多的元素,氫氣的質量只有空氣的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,飛艇現多用氦氣填充)。氫氣主要用作還原劑。

  氫氣 (H2) 最早于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·卡文迪許發現氫元素,氫氣燃燒生成水(2H2+O2=2H2O),拉瓦錫根據這一性質將該元素命名為 “hydrogenium”(“生成水的物質”之意,"hydro"是“水”,"gen"是“生成”,"ium"是元素通用后綴)。19 世紀50 年代英國醫生合信(B.Hobson)編寫《博物新編》(1855 年)時,把"hydrogen"翻譯為“輕氣”,意為最輕氣體。

  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。現在工業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的裂化反應和生產氨氣。氫氣分子可以進入許多金屬的晶格中,造成“氫脆”現象,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。

醫學上用氫氣來治療部分疾病。

氫氣的特點:

  優點

  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、氫為燃料最潔凈。氫的燃燒產物是水,對環境不產生任何污染。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,污染大氣,危害健康。現世界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200千米速度首次試車(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。

注意事項:

  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爆炸的危險,其中,氫氣與氟氣的混合物在低溫和黑暗環境就能發生自發性爆炸,與氯氣的混合體積比為1:1時,在光照下也可爆炸。氫氣由于無色無味,燃燒時火焰是透明的,因此其存在不易被感官發現,在許多情況下向氫氣中加入有臭味的乙硫醇,以便使嗅覺察覺,并可同時賦予火焰以顏色。

  氫氣雖無毒,在生理上對人體是惰性的,但若空氣中氫氣含量增高,將引起缺氧性窒息。與所有低溫液體一樣,直接接觸液氫將引起凍傷。液氫外溢并突然大面積蒸發還會造成環境缺氧,并有可能和空氣一起形成爆炸混合物,引發燃燒爆炸事故。與空氣混合能形成爆炸性混合物,遇熱或明火即會發生爆炸。氣體比空氣輕,在室內使用和儲存時,漏氣上升滯留屋頂不易排出,遇火星會引起爆炸。氫氣與氟、氯、溴等鹵素會劇烈反應。

  氫氣因為是易燃壓縮氣體,故應儲存于陰涼、通風的倉間內。倉內溫度不宜超過30℃。遠離火種、熱源。防止陽光直射。應與氧氣、壓縮空氣、鹵素(氟氣、氯氣、溴)、氧化劑等分開存放。切忌混儲混運。儲存間內的照明、通風等設施應采用防爆型,開關設在倉外,配備相應品種和數量的消防器材。禁止使用易產生火花的機械設備工具。驗收時要注意品名,注意驗瓶日期,先進倉的先發用。搬運時輕裝輕卸,防止鋼瓶及附件破損。

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