在晶体的生长与衬底的制备、氧化工艺、外延工艺中以及化学气相淀积(CVD)技术中,均要用到氢气。半导体工业对气体纯度要求极高,微量杂质的“掺人”,将会改变半导体的表面特性。电子工业中多晶硅的制备需要用到氢。当硅用氯化氢生成三氯氢硅SiHCl3后,经过分馏工艺分离出来,在高温下用氢还原,达到半导体需求的纯度; 在制造非晶硅太阳电池中,也用到纯度很高的氢气;光导纤维的应用和开发是新技术的重要标志之一,石英玻璃纤维是光导纤维的主要类型,在制造过程中,需要采用氢氧焰加热,经数十次沉积,对氢气纯度和洁净度都有很高要求。氢也是一种理想的二次能源。朝阳高纯氢气
氢是主要的工业原料,也是重要的工业气体和特种气体,在石油化工、电子工业、冶金工业、食品加工、浮法玻璃、精细有机合成、航空航天等方面有着的应用。同时,氢也是一种理想的二次能源( 二次能源是指必须由一种初级能源如太阳能、煤炭等来制取的能源)。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。由于氢的高燃料性,航天工业使用液氢作为燃料。用作合成氨、合成甲醇、合成盐酸的原料,冶金用还原剂,石油炼制中加氢脱硫剂等新疆本地高纯氢气氢气是主要的工业原料,也是重要的工业气体和特种气体。
天然气制氢的本质是用甲烷中的碳代替水中的氢,甲烷作为化学试剂,为置换反应提供热量。大部分氢气来自水,而一小部分来自天然气本身。天然气的主要成分是甲烷(CH4),甲烷本身含有氢气。与基于碳的氢气生产相比,使用天然气生产氢气具有更高的产量、更低的加工成本和更低的温室气体排放。天然气蒸汽转化是一种更常见的制氢方法。在工业甲烷蒸汽转化过程中,使用镍作为催化剂,操作温度为750~920℃,操作压力为2.17~2.86兆帕。更高的压力可以提高工艺效率。反应是吸热的,热量是通过在燃烧室中燃烧甲烷来提供的。从甲烷的蒸汽转化获得的合成气经历高温和低温变换反应,以将一氧化碳转化为二氧化碳和额外的氢气。为了防止甲烷蒸气转化过程中产生碳,在反应过程中需要过量的水蒸气。氢气的终产量取决于所使用的技术路线。
大多数串联电解槽(看起来像压滤机)使用铁作为阴极表面和镍作为阳极表面的水溶液用于电解苛性钾或苛性钠。阳极产生氧气,阴极产生氢气。该方法成本高,但产品纯度高,可直接生产99。纯度超过7%的氢。这种纯氢通常是供应的:①仪器工业中使用的电子、仪器、还原剂、保护气和对坡莫合金的热处理等。②还原剂用于制钨、钼、硬质合金等。在粉末冶金行业,③半导体原料,如多晶硅、锗等,④油脂氢化,⑤冷却气体在双氢内冷发电机中等。例如,北京电子管厂和科学院气体厂采用水电解法制氢。
无烟煤或焦炭作为原料与水蒸气在高温下反应,得到水煤气(C+H2O→CO+H2─热)。净化后,通过催化剂将其与水蒸气混合CO转化成CO2(CO+H2O→CO2+H2)含氢量在80%以上的气体可以压入水中溶解CO2.然后通过含氨蚁酸亚铜(或含氨乙酸亚铜)溶液去除残留物CO与纯氢相比,这种方法产氢成本低,产量大,设备多,所以这种方法在合成氨厂使用较多。有些人还使用这种方法。CO与H2合成甲醇,也有一些地方为人工液体燃料使用80%氢气不太纯的气体。这种方法经常被北京化工实验厂和许多地方的小氮肥厂使用。 站外供氢加氢站内无制氢装置。
氢能源能够有效改善我国能源结构现状,在清洁低碳、安全高效的现代能源体系转型上极具战略意义,主要的实现路径是通过氢与多种能源形式耦合来大幅提升可再生能源在—次能源消费中的占比。但是,我国可再生能源资源中心与负荷中心呈逆向分布,国内缺乏低成本的高密度储运技术,继而限制了我国丰富的可再生能源制氢的潜力。另外,氢的储存和运输高度依赖技术进步和基础设施建设,是产业发展的难点。氢的储运技术为氢能发挥战略意义提供重要支撑。氢气储存方式主要有高压气态储氢、低温液态储氢、有机氢化物储氢和固体储氢。氢气输送方式主要有气氢拖车、液氢槽罐车以及管道运输氢气。氢气通常经加压至一定压力后,利用集装格、长管拖车和管道等工具输送。朝阳高纯氢气
氢的贮运有四种方式可供选择,即气态贮运、液态贮运、金属氢化物贮运和微球贮运。朝阳高纯氢气
许多天然食用油具有很大度的不饱和性,经氢化处理后,所行产品可稳定贮存,并能抵抗细菌的生长,提高油的黏度。植物油加氢氢化所用的氢气,纯度要求都很高,一般需严格提纯后方可使用。食用油加氢的产品可加工成人造奶油和食用蛋白质等。非食用油加氢可得到生产肥皂和畜牧业饲料的原料。过程包括用氢饱和不饱和酸(油酸、亚油酸等)的甘油脂,将氢引入到液体脂肪或植物油的组成中。在一些电子材料的生长与衬底的制备、氧化工艺、外延工艺中以及化学气相淀积(CVD)技术中,均要采用氢气作为反应气、还原气或保护气。半导体集成电路生产对气体纯度要求极高,比如氧杂质的允许浓度为10-12等。微量杂质的“掺入”,将会改变半导体的表面特性,甚至使产品成品率降低或造成废品。朝阳高纯氢气