Физические методы извлечения водорода из водородосодержащих смесей.Водород в значительных количествах содержится во многих газовых смесях, например в коксовом газе, в газе, получаемом при пиролизе бутадиена, в производстве дивинила.Для извлечения водорода из водородосодержащих газовых смесей используют физические методы выделения и концентрирования водорода.Низкотемпературная конденсация и фракционирование. Этот процесс характеризуется высокой степенью извлечения водорода из газовой смеси и благоприятными экономическими показателями. Обычно при давлении газа 4 МПа для получения 93-94%-ного водорода необходима температура 115К. При концентрации водорода в исходном газе более 40% степень его извлечения может достигать 95%. Расход энергии на концентрированиеH2 от 70 до 90% составляет примерно 22 кВт.ч на 1000м3 выделяемого водорода. Адсорбционное выделение. Этот процесс осуществляется при молекулярных сит в циклически работающих адсорберах. Его можно проводить под давлением 3-3,5 МПа со степенью извлечения 80-85% H2 в виде 90%-ного концентрата. По сравнению с низкотемпературным методом выделения водорода для проведения этого процесса требуется примерно на 25-30% меньше капитальных и на 30-40% эксплуатационных затрат.Адсорбционное выделение водорода при жидких растворителей. В ряде случаев метод пригоден для получения чистого H2. По этому методу может быть извлечено 80-90% водорода, содержащегося в исходной газовой смеси, и достигнута его концентрация в целевом продукте 99,9%. Расход энергии на извлечение составляет 68 кВт.ч на 1000м3 H2.Получение водорода электролизом воды.Электролиз воды один из наиболее известных и хорошо исследованных методов получения водорода. Он обеспечивает получение чистого продукта (99,6-99,9% H2 ) в одну технологическую ступень. В производственных затратах на получение водорода стоимость электрической энергии составляет примерно 855.
6,9 г Х г, Х л
2Na + 2 H2O = 2NaOH + H2
n = 2 моль n = 1 моль
Mr = 23 г/моль Mr=2 г/моль Vm=22,4 л/моль
m = 46 г m = 2 г V = 22,4 л
6,9 г Na - Х г Н2
46 г Na - 2 г Н2
m(H2) = 6,9 * 2 / 46 = 0,3 г
6,9 г Na - Х л Н2
46 г Na - 22,4 л Н2
V(H2) = 6,9 * 22,4 / 46 = 3,36 л