Методи за получаване на водород: термохимични, електрохимични, фотоелектрохимични. Получава водородът в нефтохимическата промишленост. Обследва процеса на реформинг на природния газ и получаване водород като съставна част на азото-водородния синтез газ.
Аннотация к работе
Въведение Водородът е най-простият, най-лекият и най-често срещан в природата елемент. Водородът изобилства в Слънчевата система като съставлява 71% от нейната маса или 91% от всички атоми. Притеглен от гравитационните сили на Слънцето водородът се превръща в хелий чрез реакции на ядрен синтез, процесът който осигурява енергия за живот на Земята. Молекулярният водород е газ без цвят и миризма и е практически неразтворим във вода. Противно на всички останали газове той се стопля при разширение, но само до определено налягане. Водородът е 14,5 пъти по-лек от въздуха и 16 пъти по-лек от кислорода и съгладно закона на Грем, той дифундира 4 пъти по-бълзо от кислорода във въздуха. Коефициентът му на топлопроводност е 7 пъти по-голяма от тази на въздуха.Водородът се втечнява при -253 0С, а изкристализира при -259 0С. При подходящи високи температури взаимодейства с много елементи като получените съединения се наричат хидриди. Теоретична част В днешни дни основен метод за производство на водород е паро-каталитическата конверсия на въглеводородите, в частност природения газ. За метода на паро-кислородната газификация нефтените остатъци важи същото, но при него са нужни по-големи експлуатационни разходи и капиталовложения. На стадия на подготовка суровината се очиства от ненаситени въглеводороди, органични съединения на сярата, в някои случаи се провежда стабилизация, посредством частична конверсия на хомолозите на метана. На стадия на отделянето на въглеродните оксиди от конвертирания газ се извършва конверсия на въглеродния оксид с водна пара, очистка на газа от въглероден диоксид и отделяне на остатъчните оксиди на въглерода чрез метаниране. Изброените етапи, с изключение на отделянето на въглеродния диоксид, са каталитични процеси близки по апаратурно оформление. 1.1 Подготовка на суровината за каталитична конверсия Катализатоторите използвани при парова конверсия на въглеводородите, нискотемпературна конверсия на въглеродния оксид и метаниране лесно се отравят от серни съединения. В процеса на парова конверсия на въглеводородите на никеловия катализатор съединенията на сярата се хидрират с образуване на сероводород. Затова е целесъобразно на стадия на подготовка да се осигури стабилен по състав газ, чрез нискотемпературна конверсия на хомолозите на метана в метан по реакцията: CnH2n 2 (n-1)/2H2O > (3n 1)/4CH4 (n-1)/4CO2 1.1.1 Очистване от серните съединения и ненаситени въглеводороди Изискванията към дълбочината на очистване от серни съединения за различните стадии на производство на водород са различни и зависят от условията, при които се води процеса и от използвания катализатор. За различните катализатори пределно допустимата концентрация на H2S в газа в зависимост от съдържанието на никел и активността на катализатора е (в мг/м3): при 800 0С - от 1 до 60 при 850 0С - от 5 до 76 при 900 0С - от 25 до 120 Твърде чувствителен към отравяне със сероводород са катализаторите за нискотемпературна конверсия на въглеродния оксид, съдържащи медни и цинкови оксиди. Процесът се води при 300-350 0С. 2 на катализатори-поглътители на серните съединения на основата на цинков оксид. Табл. 1000 - 1500 Съдържание на H2 в суровината, % 35 - 60 Съдържание на ненавитени въгле- Водороди, % в суровината............................... Технически водород с концентра-ция около 95% водород може да се получи при съдържание в сухия конвертиран газ 2 - 2,5% метан, тъй като в следващите процеси на очистване от CO2 след конверсията на въглеродния оксид и метаниране съдържанието на метана в газа нараства до 4 - 5%. Подаване на излишък от пара подобрява топлопредаването, затова за 1м3 метан се изразходва не по малко от 3 м3 водна пара, а при налягане 2 МРа са не-обходими 4 - 5 м3.