如何纯化氢气？

石油化学工业的高级油料生产，电子工业的半导体器件制造，金属工业的金属处理，玻璃、陶瓷工业的光纤维、功能陶瓷的生产，以及电力工业的大型发电机冷却系统等等，都对氢有很大的需求量。尤其是近些年高纯度氢在化学工业、半导体、光纤维等领域的应用，使得氢的纯化日益得到重视。

为什么要纯化氢呢？我们知道，自然界没有纯净的氢，氢总是以其化合物如水、碳氢化合物等形式存在，因此，在制备氢时就不可避免地带有杂质。氢气中带有杂质，就会带来安全隐患，容易发生爆炸，因此就要求对氢气原料进行纯化。

那么，什么是氢的纯化呢？氢的纯化是利用物理或化学的方法除去氢气中杂质的方法总称，也就是将氢中包含的杂质“过滤”出去。随着半导体工业、精细化工及光电产业的发展，半导体生产工艺需要使用99.999％以上的高纯氢。但是目前工业上各种制氢方法所得到的氢气纯度不高，为满足工业上对各种高纯氢的需求，必须对氢气进行进一步的纯化。

氢的纯化有多种方法。总的来说，可分为物理方法和化学方法两大类。具体来讲，目前氢气纯化技术主要有5种，分别是膜分离技术、变压吸附法、低温分离技术、金属氢化物法和催化脱氧法。

一、电解水制氢

多采用铁为阴极面，镍为阳极面的串联电解槽（外形似压滤机）来电解苛性钾或苛性钠的水溶液。阳极出氧气，阴极出氢气。该方法成本较高，但产品纯度大，可直接生产99.7%以上纯度的氢气。这种纯度的氢气常供：①电子、仪器、仪表工业中用的还原剂、保护气和对坡莫合金的热处理等，②粉末冶金工业中制钨、钼、硬质合金等用的还原剂，③制取多晶硅、锗等半导体原材料，④油脂氢化，⑤双氢内冷发电机中的冷却气等。像北京电子管厂和科学院气体厂就用水电解法制氢。

二、水煤气法制氢

用无烟煤或焦炭为原料与水蒸气在高温时反应而得水煤气（C+H2O→CO+H2—热）。净化后再使它与水蒸气一起通过触媒令其中的CO转化成CO2（CO+H2O→CO2+H2）可得含氢量在80%以上的气体，再压入水中以溶去CO2，再通过含氨蚁酸亚铜（或含氨乙酸亚铜）溶液中除去残存的CO而得较纯氢气，这种方法制氢成本较低产量很大，设备较多，在合成氨厂多用此法。有的还把CO与H2合成甲醇，还有少数地方用80%氢的不太纯的气体供人造液体燃料用。像北京化工实验厂和许多地方的小氮肥厂多用此法。

三、由石油热裂的合成气和天然气制氢

石油热裂副产的氢气产量很大，常用于汽油加氢，石油化工和化肥厂所需的氢气，这种制氢方法在世界上很多国家都采用，在我国的石油化工基地如在庆化肥厂，渤海油田的石油化工基地等都用这方法制氢气

也在有些地方采用（如美国的Bay、way和Batan Rougo加氢工厂等）。

四、焦炉煤气冷冻制氢

把经初步提净的焦炉气冷冻加压，使其他气体液化而剩下氢气。此法在少数地方采用（如前苏联的Ke Mepobo工厂）。

五、电解食盐水的副产氢

在氯碱工业中副产多量较纯氢气，除供合成盐酸外还有剩余，也可经提纯生产普氢或纯氢。像化工二厂用的氢气就是电解盐水的副产。

六、酿造工业副产

用玉米发酵丙酮、丁醇时，发酵罐的废气中有1/3以上的氢气，经多次提纯后可生产普氢（97%以上），把普氢通过用液氮冷却到—100℃以下的硅胶列管中则进一步除去杂质（如少量N2）可制取纯氢（99.99%以上），像北京酿酒厂就生产这种副产氢，用来烧制石英制品和供外单位用。

七、铁与水蒸气反应制氢

但品质较差，此系较陈旧的方法现已基本淘汰。

参考资料：http://kx.pyjy.net/source/czhx/QINGQI/248_SR.asp

一、电解水制氢

多采用铁为阴极面，镍为阳极面的串联电解槽（外形似压滤机）来电解苛性钾或苛性钠的水溶液。阳极出氧气，阴极出氢气。该方法成本较高，但产品纯度大，可直接生产99.7%以上纯度的氢气。

二、水煤气法制氢

气用无烟煤或焦炭为原料与水蒸气在高温时反应而得水煤气。

净化后再使它与水蒸气一起通过触媒令其中的CO转化成CO ₂，可得含氢量在80%以上的气体，再压入水中以溶去CO ₂，再通过含氨蚁酸亚铜溶液中除去残存的CO而得较纯氢气，这种方法制氢成本较低产量很大，设备较多，在合成氨厂多用此法。

三、由石油热裂的合成气和天然气制氢

石油热裂副产的氢气产量很大，常用于汽油加氢，石油化工和化肥厂所需的氢气，这种制氢方法在世界上很多国家都采用，在中国的石油化工基地如在庆化肥厂，渤海油田的石油化工基地等都用这方法制氢气 也在有些地方采用。

四、焦炉煤气冷冻制氢 

把经初步提净的焦炉气冷冻加压，使其他气体液化而剩下氢气。

五、电解食盐水的副产氢

在氯碱工业中副产多量较纯氢气，除供合成盐酸外还有剩余，也可经提纯生产普氢或纯氢。

扩展资料：

人工生产氢气，最为众所周知的方法莫过于电解水制氢。

但是这种传统的方法并不经济，生产相当于一升汽油热量的氢气，至少需要消耗45度电能，况且人类电能本来已经非常缺乏。生产清洁的氢能源，关键在于能够寻找到一种没有污染耗能少的方法，从含氢最丰富的资源——水中提取出氢分子来。

参考资料来源：百度百科-氢气

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