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氫能如何應用在工業領域?

作者:化工綜合網發布時間:2022-01-03分類:催化劑及助劑瀏覽:105


導讀:新思界很高興能回答你的問題,想了解更多行業資訊就請關注“新思界網”,給您提供最新、最全面、最有深度的行業分析及投資建議。氫氣是在已知氣體中最輕的氣體,在常溫常壓下是無色無臭無味的...

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氫氣是在已知氣體中最輕的氣體,在常溫常壓下是無色無臭無味的可燃性氣體,在空氣和氧氣中有很寬的可燃范圍。氫氣的燃點較高,但其點火能很小,所以很容易著火,在微小的靜電火花下也容易著火,接觸明火或遇熱時就可燃燒,發出幾乎看不見的火焰。氫氣又是一種高能燃料,當與空氣或其他氧化劑結合著火時,以放熱或爆炸的方式釋放出大量的能量,其反應的猛烈程度取決于燃燒的條件。

高純氫氣是指純度等于或高于99.999%的氫氣。高純氫氣在空氣中的可燃限為4.0%~75.0%(V),自燃溫度為571.2℃,相對密度ds(0℃,空氣=1)為0.06960,液體密度70.96kg/m3(-252.8℃,101.3kPa),沸點-252.8℃,熔點-259.2℃。氫分子由兩種同分異構體組成,常溫下正仲氫比例為75:25。隨著溫度降低,仲氫比例提高,伴隨著放出轉化熱。20.4K時平衡組成為0.2:99.8。氫氣無毒,但不能維持生命。

高純氫氣應用非常廣泛,可用于電子工業、精細化工、醫藥中間體、冶金、食品加工、建材浮法玻璃、航天等領域。

電子工業是高純氫氣產品的大用戶。在電真空材料如鎢、鉬的生產過程中,用高純氫氣還原氧化物成粉末,再加工成線材或帶材。在半導體行業,大規模和超大規模集成電路制作過程中,需要使用大量的高純氫氣甚至超高純氫氣作為配置SiH4/H2等混合氣的底氣。在制作電子管的陽極、陰極、柵極等器件時,必須要用純氫進行專門的燒氫處理。非晶硅太陽能電池的主材非晶硅膜制造時要采用體積分數在99.999%以上的氫和硅烷的混合氣。光導纖維的主要類型是石英玻璃纖,在光纖預制棒、光纜和光電元器件的制造過程中,均需氫氧焰加熱(1200-1500℃),其對氫氣的純度和潔凈度的要求都很高。

在精細化工和醫藥中間體產品制造中,高純氫氣是基本原料之一,氫氣的純度對產品質量和能耗影響很大。而在各種使用催化劑的加氫工業中,氫氣中雜質含量的高低決定昂貴的催化劑壽命和產品收率,因而決定產品的成本。

在冶金工業中,氫氣用作還原劑將金屬氧化物還原成純金屬,如制造鎢、鈦、鈷、鋨、鉭、鋁、鋼、鎳、鉻、硅等高品質產品時需使用高純氫氣。在某些金屬的高溫加工中必須使用氫氣作為保護氣,如在冷軋硅鋼片生產和銅制品退火中需使用高純氫。

此外,在化工與食品領域,高純氫氣可對人造黃油、食用油、洗發精、潤滑劑、家庭清潔劑及其它產品中的脂肪氫化;浮法玻璃領域,利用高純氫氣極強的還原性可以去除玻璃高溫加工過程殘余的氧;航天領域,高純氫氣可用作火箭燃料等。

高純氫氣的用途廣泛,隨著經濟的發展和科技的進步,高純氫氣的應用領域也在不斷延伸。另外,除了歐美日等傳統的高純氫氣需求區域,印度、巴西、俄羅斯等新興國家和地區的高純氫氣需求量也快速增長。近幾年,全球高純氫氣的市場需求量不斷上升,2017年已超過14億立方米。

進入21世紀以來中國經濟、科技迅速發展,電子工業、精細化工、冶金、食品、浮法玻璃及航天等產業均為國家大力發展的重點產業領域,這些行業的發展狀態決定著高純氫氣市場的需求量。近幾年我國高純氫氣行業需求量快速增長,2017年需求量已達到2.58億立方米,預計2022年中國高純氫氣需求量就超過4億立方米。我國高純氫氣行業發展空間較大。

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標簽:氫能領域應用


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