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高纯氢在各行各业的应用是怎样的?

2022-05-25 13:49:50

  氢气作为石化工业的重要原料,用于电子工业、冶金工业、食品工业、浮法玻璃、精细有机合成、航空航天工业等领域的合成氨、甲醇和炼油加氢反应。对于氢气信息和价格走势,可以直接拨打气体专线:1371176807。


  首先,石化工业,氢气是现代炼油工业和化工工业的基本原料之一,氢气被广泛应用于化工行业。合成氨和甲醇中使用的大部分氢气是由天然气、石脑油或重油的蒸汽转化或部分氧化制成的。


  炼油工业中使用的氢气仅次于合成氨。在炼油过程中,氢主要用于石脑油加氢脱硫、粗柴油加氢脱硫、燃料油加氢脱硫,提高飞机燃料的无火焰高度和加氢裂化;在石化领域,氢主要用于C3蒸馏加氢、汽油加氢、C6-C8蒸馏加氢脱烷基和环己烷生产。


  在石油化工领域,各种有机化合物也可以通过氢和一氧化碳的反应合成,如乙二醇的合成、聚甲烯的合成、醇的同系化反应、与不饱和烃的醛反应等。各种碳氢化合物可以通过发动机燃料和一系列有价值的单一有机化合物,如固体石蜡和含氧化合物。


  选择加氢,可以由醛制成醇,乙炔制成烯烃,甲苯脱烷基制成苯,硝基苯加氢制成苯胺,以及由萘制成的氢化萘。催化加氢工艺需要用于轻化工行业中使用的二苯基亚甲基异氰酸酯(MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、己二酸和脂肪醇。不同的氢纯度对加氢装置的能耗有很大的影响。例如,95%的氢和99%的氢用于柴油加氢。前者的能耗是后者的1.35倍。氢中含有的两种杂质不利于生产。一种是使催化剂中毒的杂质(如O、H2S),另一种是惰性物质(如甲烷、氮和烃)。有毒杂质会降低催化剂的活性。


  二、电子工业,在晶体生长和衬底制备、氧化工艺、延伸工艺和化学气相沉积(CVD)技术中,均采用氢气。


  半导体行业对气体纯度要求极高,微量杂质的掺人会改变半导体的表面特性。


  氢是电子工业中制备多晶硅所必需的。当硅用氯化氢生成三氯氢硅SiHCl3时,通过分馏过程进行分离,并在高温下用氢还原,以达到半导体要求的纯度:


  在制造非晶硅太阳于制造非晶硅太阳电池。


  光导纤维的应用和发展是新技术革命的重要标志之一。石英玻璃纤维是光导纤维的主要类型。在制造过程中,氢氧火焰需要加热。经过几十次沉积,对氢的纯度和清洁度有很高的要求。


  生产浮法玻璃。


  3、在玻璃工业中,广泛使用的气体包括氢气和氮气。浮法玻璃成型设备配备熔融锡液,易氧化,产生氧化锡,使玻璃接触锡,增加锡的消耗。因此,有必要密封锡罐,并持续提供纯净的2-8%氢氮混合物,以保持罐内的正压和还原气氛,并保护锡液免受氧化。4、冶金工业,在冶金工业中,氢主要用作还原气,从而将金属氧化物还原成金属。除了减少几种金属氧化物以制造纯金属外,氢气还用于在高温下锻造一些金属设备时保护金属免受氧化。


  五、食品加工业。


  许多天然食用油在很大程度上是不饱和的。氢化后,产品可以稳定储存,抵抗细菌生长,提高油的粘度。植物油用于氢化的氢气具有很高的纯度要求。一般来说,只有在严格净化后才能使用。食用油加氢产品可以加工成人造黄油和食用蛋白。非食用油加氢可以获得生产肥皂和畜牧饲料的原料。该工艺包括使用氢和不饱和酸(油酸、亚油酸等)的甘油脂,将氢气引入液体脂肪或植物油的组成。


  应用空间技术和气体。


  氢燃烧作为一种航空燃料有许多优点,它不仅可以满足未来航空燃料的许多要求,而且重要的是,氢燃烧基本上不会污染环境。按单位质量计算,氢燃烧热值(119900-141900kj/kg)是碳氢燃料燃烧热值的1.8倍。


  与液氧结合的推进剂具有较高的比推力。因此,液氢在空间技术中得到了广泛的应用。


  可以用氢气和氧气焊接。氢在氧气中的燃烧温度可达3100K。当氢通过电弧的火焰时,它被分解成原子氢,产生的原子氢飞向熔融表面。金属通过吸收原子氢的热量进一步加热和熔化,使金属焊接表面的温度高达3800-4300K。这种原子氢可用于熔融和焊接最困难的金属、高碳钢、耐腐蚀材料、有色金属等。原子氢焊接的优点是氢原子束可以防止焊接现场氧化,使焊接现场不产生氧化皮。


  氢气也可以作为燃料电池的燃料。燃料电池是一种直接将燃料和氧化剂的化学能转化为直流电能的装置。


  由于氢具有较高的导热系数,氢经常被用作大型发电机组的冷却剂。此外,由于氢是一种除氦外沸点极低的气体,液态氢在真空中蒸发可获得14-15K的低温,因此氢作为制冷剂通常用于需要获得超低温的科学研究。此外,氢气经常被用作气相色谱分析中的载气。由于氢密度低,它也可以用来填充气球和飞艇。


  热泵循环或热吸附压缩机可利用金属氢化物的吸氢放热和脱氢吸热性能建立。金属氢化物也可以用来储存氢能。


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