氢气的制备方式

氢能即氢的化学能，是氢和氧反应产生的能量。地球上的氢主要以组合形式存在，氢是地球上丰富的元素之一。氢能具有清洁的特点，受到了各国学术界、企业界和政府的高度重视。

氢气作为一种重要的工业气体，根据原料、能源、设备和成本，以及对它纯度和用量的要求，可以通过以下方式制备：

1、水煤气转换方法。水气是通过使水蒸气通过热焦炭层而产生的。然后，将水煤气与水蒸气混合，并使用氧化铁作为催化剂将水煤气中的CO转化为CO2。二氧化碳溶解在水中，通过加压水洗得到净化的氢。这种方法制氢产量大，成本相对较低，设备较多，常用于合成氨装置。

2、通过电解方法制备氢。通过使直流电通过铂电极（或其他惰性材料）并将其引入水中，可以在阴极处获得，纯度高达99.5-9.8%。在氯碱工业中，通过电解饱和盐水生产氯气和烧碱时，也可以同时获得副产氢气。这种方法成本高，但产品纯度高。例如，北京电子管厂（京东方前身）利用水电解生产，在工业上常用作电子和仪器行业的还原剂和保护气体。

3、碳氢化合物蒸气转化方法。在高温和催化剂的作用下，碳氢化合物可以与水蒸气反应，得到主要含有氢和一氧化碳的混合气体。例如，通过使用分子筛吸附或水煤气转化来去除CO，可以获得。天然气、油田天然气和炼油厂天然气（炼油厂的副产品）都可以通过碳氢化合物裂解和碳氢化合物蒸汽转化来获得。

4、碳氢化合物裂解方法。碳氢化合物高温裂解后，裂解气体中含有大量氢气。经过低温冷冻系统后，可以获得90%的氢。例如，石油热裂解产生的气体产量大，通常用于汽油加氢。世界上许多国家都采用这种制氢方法。

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