منو
 کاربر Online
501 کاربر online

تولید صنعتی هیدروژن

تازه کردن چاپ
علوم طبیعت > شیمی > شیمی کاربردی (صنعتی)
(cached)



تصویر

دید کلی

اتمهای هیدروژن حدود 15 درصد تمامی اتمهای موجود در پوسته زمین ، آبها و جو زمین را تشکیل می‌دهند، اما بر اساس جرم ، این درصد به کمتر از 1 درصد تنزل می‌کند، زیرا جرم اتمی هیدروژن بسیار پائین است. مهمترین ترکیب هیدروژن که در طبیعت یافت می‌شود، آب است که منبع اصلی این عنصر است. هیدروژن را همچنین می‌توان به صورت ترکیب در هیدروکربنها (ترکیبات کربن و هیدروژن موجود در زغال سنگ ، گاز طبیعی و نفت) چند کانی (مانند خاک رس و بعضی ترکیبات آبدار) و ترکیبات آلی که بخش اصلی تمامی نباتات و حیوانات را تشکیل می‌دهند، یافت. هیدروژن آزاد در طبیعت فقط به مقدار خیلی کم (مثلا در گازهای آتشفشانها) یافت می‌شود.

تولید هیدروژن در صنعت

مقادیر زیادی هیدروژن در صنعت بکار می‌رود. منابع عمده صنعتی هیدروژن عبارتند از:

فرآیند تبدیل بخار آب

این فرآیند بطور گسترده‌ای برای تولید هیدروژن به مقدار زیاد بکار می‌رود. هیدروکربنی مانند متان (CH4) و بخار آب را از روی کاتالیزور نیکل در 900 درجه سانتی‌گراد عبور می‌دهند. واکنشهای انجام شده به قرار زیر است:


CH4(g) + 2H2O(g) -----> CO2(g) + 4H2

CH4(g) + 2H2O(g) -----> CO(g) + 3H2

گازی که از کوره تبدیل خارج می‌شود، متشکل از H2 و CO و CO2 و اضافی بخار آب است. این مخلوط گازی را از درون یک تبدیل کننده جابجایی در 450 درجه سانتی‌گراد عبور می‌دهند و در این جا CO به CO2 تبدیل می‌شود:


CO(g) + H2(g) -----> CO2(g) + H2

برای حذف CO2 ، مخلوط فوق شامل CO2 و H2 را تحت فشار از درون آب سرد یا از درون محلول یک آمین (یک ترکیب بازی که با CO2 واکنش می‌دهد) عبور می‌دهند. در هر مورد CO2 حل شده، اما H2 حل نمی‌شود.

گاز آب

کک ، کربن ناخالص است که از زغال سنگ بوسیله گرم کردن آن در غیاب هوا برای بیرون راندن اجزای فرار بدست آمده است. کک و بخار آب در دمای بالا 1000 درجه سانتی‌گراد واکنش داده ، یک مخلوط گازی که به‌عنوان گاز آب شناخته شده است، تولید می‌کنند:


C(s) + H2(g) -----> CO(g) + H2

چون CO و H2 هر دو قابل سوختن هستند، این مخلوط را به‌عنوان یک سوخت و همچنین به‌عنوان منبع H2 بکار می‌برند. هیدروژن را از گاز آب به وسیله میعان CO (فشار بالا ، دمای پایین) و جداسازی H2 گازی از CO مایع بدست می‌آورند. به روشی دیگر ، می‌توان گاز آب را از درون تبدیل کننده جابجایی عبور داد و CO را همان گونه که در فرآیند تبدیل بخار آب شرح داده شد، حذف کرد.

تصویر

آهن و بخار آب

آهن و بخار آب در دمای 650 درجه سانتی‌گراد یا بالاتر واکنش می‌دهند و تولید اکسید مغناطیسی آهن و هیدروژن می‌کنند.

کراکینگ

هیدروژن را بوسیله تجزیه کاتالیزوری هیدروکربنها در دمای بالا بدست می‌آورند. در پالایش نفت ، هیدروکربنهای با وزن مولکولی بالا را به ترکیبات دارای وزن مولکولی پایین‌تر که با ارزشند، می‌شکنند. هیدروژن یک محصول فرعی است.

برقکافت آب نمک

هیدروژن ، همانند کلر محصول فرعی در تهیه صنعتی هیدروکسید سدیم بوسیله برقکافت محلولهای غلیظ کلرید سدیم است.


2NaCl(aq) + 2H2O -----> 2NaOH(aq) + H2(g) + Cl2

برقکافت آب

هیدروژن بسیار خالص اما گران بوسیله برقکافت آب که مقدار کمی اسید سولفوریک یا هیدروکسید سدیم دارد، بدست می‌آید.

مباحث مرتبط با عنوان


تعداد بازدید ها: 42710


ارسال توضیح جدید
الزامی
big grin confused جالب cry eek evil فریاد اخم خبر lol عصبانی mr green خنثی سوال razz redface rolleyes غمگین smile surprised twisted چشمک arrow



از پیوند [http://www.foo.com] یا [http://www.foo.com|شرح] برای پیوندها.
برچسب های HTML در داخل توضیحات مجاز نیستند و تمام نوشته ها ی بین علامت های > و < حذف خواهند شد..