Получение водорода термохимическими методами

При этом водород необходимо отделить от диоксида углерода и других продуктов конверсии. Эту проблему еще нельзя считать разрещенной. Одним из основных методов получения водорода в недалеком будущем рассматривается электролиз на атомных электростанциях. Кроме водорода выделяется и кислород, который также может быть использован в промыщленности и быту. Кроме электролитического рассматриваются термохимические и фотохимические методы получения водорода. Термохимический метод получения может быть особенно перспективен при разработке термоядерных энергоустановок. Однако для применения этого метода необходимо рещить задачу разделения водорода и кислорода. Большой интерес вызывает фотохимический способ разложения воды с использованием биологических катализаторов. [c.392]

Применение водорода в качестве моторного топлива для автомобильных двигателей в значительной мере определяется возможностью его получения в больших количествах при затратах на единицу энергии, сопоставимых с затратами, имеющими место при получении современных высокооктановых бензинов. В этом направлении в большинстве высокоразвитых стран ведутся интенсивные поиски высокоэффективных способов получения водорода. Ближайшей промышленной перспективой производства водорода будет его получение путем газификации углей. Объясняется это тем, что запасы углей достаточно велики и их использование путем газификации наиболее целесообразно как с экономической, так и с экологической точек зрения. Наиболее распространенным методом газификации углей является процесс Лурги — газификация под давлением в стационарном слое на парокислородном дутье. Перспективным также представляется способ получения водорода из воды в термохимических замкнутых циклах с использованием низкопотенциального тепла ядерных реакторов. Важное место в получении водорода отводится электролизу воды путем использования избыточной мощности электростанций в периоды их минимальной загрузки. Такое комбинирование электроэнергетики с системой производства и аккумулирования водорода позволит использовать электростанции в экономичном [c.6]

При этом водород необходимо отделить от диоксида углерода и других продуктов конверсии. Эту проблему еще нельзя считать разрешенной. Одним из основных методов получения водорода в недалеком будущем рассматривается электролиз на атомных электростанциях. Кроме водорода выделяется и кислород, который также может быть использован в промышленности и быту. Кроме электролитического рассматриваются термохимические и фотохимические методы получения водорода. Термохимический метод получения может быть особенно перспективен при разработке термоядерных энергоустановок. Однако для [c.356]

ГДж На, что, очевидно, связано с соответствующими вариациями в капитальных вложениях в водородный комплекс при получении водорода термохимическим методом (везде марки ФРГ). [c.598]

Ни один из предложенных термохимических циклов пока не осуществлен в промышленности и до сих пор не определены значения КПД циклов, а также затраты иа производство водорода термохимическим методом, т. е. не произведена экономическая оценка этого метода. Однако расчеты показывают, что КПД термохимического получения водорода при верхней температуре цикла Ть приемлемой в смысле применения отбросной теплоты ядерного реактора, больше, чем электролиза воды, и составляет 40—45%. [c.82]

В настоящее время ни один из предложенных термохимических циклов еще не реализован в промышленности и значение КПД циклов, а также расчеты затрат на получение водорода этим методом пока не определены. [c.233]

Методам, основанным на концепции получения водорода путем проведения реакций взаимодействия горючих веществ (природный газ, другие газообразные и жидкие углеводороды, кокс и т. п.) с водяным паром, в настоящее время отдается почти исключительное предпочтение. Термохимические и термодинамические расчеты позволяют определить минимальный (теоретический) расход топлива и максимальный выход продукта. В выборе одного из рассмотренных методов решающее значение имеет экономический расчет. Особенно заслуживает внимания метод 7 ввиду одновременного получения ценного побочного продукта — ацетилена. Ацетилен образуется как лабильный продукт одной из нескольких реакций, происходящих одновременно, и его удается выделить благодаря быстрому охлаждению системы. В этом случае предварительный анализ не дает результата, поскольку ни стехиометрический, ни термодинамический расчеты не позволяют определить выход ацетилена, который зависит главным образом от кинетических условий проведения реакции (например, формы реакционного пространства, скоростей потоков, скорости нагревания и охлаждения газовой смеси и т. п.). Для оценки концепции обязательно нужно провести исследования в промышленном масштабе. [c.61]

Существуют также термические, термомагнитные, термохимические, электрохимические и фотоэлектрохимические методы получения водорода [5, 48, 69, 108, 111, 121, 129, 144, 145, 150]. [c.8]

Термохимический метод получения водорода из воды основан на реализации следующих реакций [c.83]

Термохимические методы получения водорода 349 [c.5]

При рассмотрении физико-химических основ процессов получения водорода предпочтение отдавали наиболее эффективным промышленным и, особенно, перспективным методам (электрохимическим, фотохимическим, термохимическим, комбинированным и др.), которые все еще недостаточно освещены в монографиях и справочниках. Значительное место уделено анализу эффективности методов получения водорода из различного сырья с использованием разных источников энергии. [c.9]

ТЕРМОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРОДА [c.349]

Термохимические методы были одними из первых методов получения водорода для технических нужд (железо-паровой метод), они же (открытые термохимические циклы) и ныне остаются основными промышленными методами получения водорода на базе конверсии углеводородов и газификации гвердых горючих с использованием разных источников энергии, в том числе энергии атомных реакторов. [c.349]

Общая характеристика термохимических методов. Термохимические методы получения водорода [540—546, 974, 975] делятся на две большие группы 1) термохимические методы с открытым циклом и 2) термохимические методы с закрытым циклом. [c.349]

Сейчас исследования термохимического разложения воды настолько расширились, а усилия по реализации этого процесса столь значительны, что сложилось единодушное признание перспективности подобных методов получения водорода в крупных масштабах еще до конца нынешнего столетия [553]. [c.354]

Ниже рассматриваются характеристики наиболее известных термохимических методов получения водорода. [c.357]

Установлено, что термохимический метод получения водорода из воды не имеет никакого принципиального превосходства перед электролитическим, Оба способа могут отличаться друг от друга лишь по степени необратимости протекающих процессов. Тепловой КПД процесса электролиза равен произведению КПД процесса производства электроэнергии на КПД самого процесса электролиза. Последний в настоящее время примерно равен 66 %. В ближайшее время предполагается довести его до 75 %, а в дальнейшем— до 90%. Тогда общий КПД электролиза будет равен значениям, приведенным в табл. 8.12. Здесь показаны современные возможности и будущие перспективы электролиза. Сравним это с реальным анализом КПД термохимических циклов. [c.408]

Таким образом, процессы получения водорода, основанные на газификации твердых горючих (в качестве основного источника получения водорода) в современной ситуации с растущими ценами на жидкие и газообразные углеводороды, становятся все более конкурентоспособными по отношению к ныне принятым методам конверсии углеводородов. Эта ситуация останется, вероятно, ведущей до конца нынешнего столетия. Однако там, где уголь является дефицитным или где экологические проблемы стоят особенно жестко, наиболее приемлемыми могут оказаться ядерные термохимические процессы наряду с процессами электролиза или комбинированные процессы получения водорода из воды. [c.578]

Использование термохимических методов получения водорода за счет тепла атомных реакторов открывает возможности даже в ближайшей перспективе получить для авиации новое высококалорийное горючее. Прогнозная оценка (1990—2000 гг.) возможной стоимости единицы тепла в жидком водороде и в углеводородном реактивном горючем показывает [817], что стоимость единицы энергии в жидком водороде станет сравнимой с ее стоимостью в углеводородном горючем или даже ниже ее. Динамика роста стоимости горючего для самолетов, показанная на рис. 11.6 [629], является конкретным примером, что в области авиации такое время уже наступает и что новое поколение реактивных самолетов вполне можно ориентировать на жидкий водород. [c.591]

Проведено сравнение предполагаемой стоимости водорода, получаемого в термохимическом процессе на основе тепла ядерного реактора, со стоимостью водорода, получаемого электролизом. В этом расчете учитывалось, что для выработки электроэнергии может быть использовано низкопотенциальное тепло (на уровне 570—870 К) по цене, соответствующей энергии этого температурного уровня. Предполагалось, что для получения с м Нг термохимическим методом расходуется 23 500 кДж тепловой энергии атомного реактора тепло для процесса подают по стоимости до 4,3 пфеннига (пф) за [c.595]

Термохимический метод получения водорода основан на разложении воды с помощью тепловой энергии, которую предполагается получать от атомных реакторов с гелиевым охлаждением, используя теплоту газового теплоносителя на выходе из реактора. Теоретическое количество теплоты 0, , необходимое для термохимического разложения воды, определяется по термодинамическим соотношениям [c.232]

Комбинированный метод производства водорода заключается в комбинировании термо- и электрохимических стадий процесса. Ожидаемые преимущества комбинированного метода состоят в том, что могут быть использованы достоинства каждого из рассмотренных способов электрохимический хорошо освоен, имеет простое аппаратурное оформление, а термохимический более экономичен, но мало освоен и включает стадии, трудные для промышленного осуществления. Примером может служить сернокислотный комбинированный цикл получения водорода и кислорода из воды. Это двухступенчатый процесс первая стадия (а) — термохимическая, т. е. эндотермическая реакция, осуществляемая при 900°С [c.233]

Производство водорода с помощью термохимических циклов. Как известно, существующие методы получения водорода электролизом воды требуют дополнительного расхода электроэнергии. Осуществить же прямой распад воды очень трудно, так как для этого необходима температура не ниже 2500 °С. [c.256]

Имеющиеся экономические характеристики процессов получения водорода, так же, как и прогнозные оценки стоимости основных видов горючего, конечно, носят приближенный характер. Однако из всего многообразия оценок можно выделить характерные тенденции, что и сделал в своей обзорной работе Чао [576]. На рис. 11.5 приведены зависимости стоимости производства водорода от стоимости основных видов горючего (уголь, нефть, природный газ, атомная энергия) с 1970 до 2020 г. Этот график составлен на основе ряда литературных источников и передает основную тенденцию, в соответствии с которой водород, получаемый с использованием атомной энергии, после 1990 г. станет более дешевым горючим, чем нефть и газ. А из всех методов получения водорода наиболее экономичным будет термохимический метод разложения воды. Далее указывается, что при капитальных вложениях в ядерные реакторы 60 долл/кВт (терм.) капитальные вложения в установку по производству водорода термохимическим методом составят 80 долл/кВт (терм.) против 40 долл/кВт для установок обычного парового риформинга углеводородов, очень чувствительных к ценам на исходное сырье [883, 884]. Если ВТГР и промышленная установка термохимического разложения воды будут строиться только для нужд аммиачного производства, то для получения 1,5 млн. т/год аммиака потребуется реактор мощностью 800 тыс. кВт(эл.). [c.585]

В последние годы в связи с истощением маровых запасов нефти и газа вновь стал проявляться интерес к производству водорода из воды. Получение водорода из воды электролизом, термохимическими методами или другими способами, не связанными с использованием углеродсодержащего сырья, позволило бы избежать загрязнения атмосферы оксидом углерода (IV). [c.51]

Для получения водорода принципиально пригоден любой вид энергии, разрывающий валентную связь Н—О—Н. Эту задачу, как показано выше, практически можно решить различными технологическими методами газификацией углей паровой каталитической конверсией углеводородов парокислородной каталитической конверсией углеводородов высокотемпературной конверсией углеводородов металлопаровым процессом разложения воды электродимм воды термохимическими и фотокаталитическими методами разложения воды радиолизом и прямым термическим разложением воды фотолизом воды в ультрафиолетовой области спектра при энергии фотона в диапазоне 5—12,59 эВ биоконверсией воды и другими методами. [c.441]

По прогнозам экспертов, энергетическая система будущего столетия будет водородной , т. е. будет основана на применении двух энергоносителей — электричества и водорода, наиболее удобного для использования в промышленных технологиях (металлургия, химия) и на транспорте. Создание будущего крупномасштабного производства водорода ставит перед наукой задачи поиска наиболее экономичных путей получения водорода из воды с использованием таких источников первичной энергии, как энергия деления тяжелых элементов (11, ТЬ, Р1, Ре), термоядерного синтеза и солнечная. Уже к 2000 г. в СССР ядерные электростанции будут вырабатывать около половины всей электроэнергии. К тому же времени ожидается создание реакторов термоядерного синтеза. В связи с этим большое значение приобретает разработка методов термохимического разложения воды. Температура чисто термического разложения [c.128]

Во-вторых, значения энергий связей водорода, углерода и азота с никелем, определенные по второму варианту кинетического метода (табл. 12), практически совпадают с полученными гораздо ранее совершенно независимым комбинированным термохимическим и компаративным методом (табл. 1). [c.227]

В справочнике приведены сведения о составах, кристаллохимических, термохимических, термических, магнитных, электрических, химических и токсических свойствах гидридов металлов, данные по растворимости водорода и его изотопов в металлах, диффузии водорода в металлах. Указаны основные области применения гидридов и принципиальные методы их получения. [c.2]

Современная оценка новых методов получения водорода может быть сформулирована следующим образом имеются экономические и технические предпосылки к началу 90-х годов создать процессы получения водорода из органического сырья на базе энергии атомного реактора, которые обеспечат получение больших количеств водорода более экономично, чем традиционные процессы конверсии углеводородов или газификации твердых горючих, а в 90-е годы создать процесс термохимического разложения воды. В отчете европейского центра ядерных исследований [567] указано, что новые методы получения водорода можно реализовать в промышленных масштабах, если водород будет получен по стоимости 13 долл/1000 м . Водород может вытеснить традиционные источники энергии (нефть, природный газ) при стоимости 5 долл/1000 м . В данном случае соотношение единицы тепла в природном газе и водороде равно 2,6. Такие колебания в оценках связаны со всевозрастающей стоимостью природного газа на мировом рынке и уменьшением стоимости единицы тепловой энергии атомных реактороа [c.584]

В ряде патентов описано получение бензальдегида по реакцин Гаттермана—Коха при повышенных давлениях . В этом случае обходятся без добавления хлористой меди и других активаторов, иногда также без добавления хлористого водорода . Рекомендуется применять в качестве катализатора хлористый алюминий с примесью небольших количеств хлористого титана -8, а также добавки, наряду с хлористым титаном, небольших количеств хлористого водорода или серной кислоты - Есть указания на то, что прибавление небольших количеств бензальдегида , серного эфира или фурфурола или же комплекса бензальдегида с хлористым алюминием 2- 3, оставшегося от предыдущей загрузки, способствует образованию бензальдегида. Желательно также предварительно приготовить продукт взаимодействия безводного хлористого или иодистого алюминия с окисью углерода и хлористым водородом в присутствии меди . Г. И. Дешалит , для снижения расхода хлористого алюминия и обеспечения возможности проведения процесса в аппаратуре непрерывного действия, рекомендует применять хлористый алюминий предварительно измельченный в бензоле до частиц величиной порядка тысячных долей миллиметра. В 1949 году были опубликованы работы по исследованию термодинамики и кинетики реакции получения бензальдегида по методу Гаттермана— Коха. На основе полученных результатов сделано заключение о механизме реакции (см. стр. 285). Пример термохимического расчета реакции образования бензальдегида из бензола и окиси углерода приведен в книге Р. Беннера . [c.280]

Термохимическое разложение воды изучается давно. В 1924г. был выдан английский патент, в котором водород было лредлохено получать взаимодействием ртути и воды, затем ртуть регенерировать из окиси ртути термическим разложением. Однако необходимые термодинамические условия не удалос обеспечить. Цикл химических реакций с получением водорода из воды был затем запатентован в США [ Ъ]. В этом цикле предложено использовать цезий и его окислы. Недостатком метода является необходимость ведения рес ц1Н разложения воды при 1300°С. [c.37]

Проводятся исследования, направленные на усовершенствование традиционного процесса электролиза воды и повышение его экономичности. Усиленно ведутся также поиски новых путей осуществления процесса электрохимического разложения воды. Разрабатываются методы электролиза водяного пара с твердым электролитом на основе 2гОг, модифицированного различными добавками, при температурах 800—1000 °С и электролиза с твердым полимерным электролитом на основе перфторуглеводородов. Многочисленные работы [4, 11—15], в которых сделана попытка дать технико-экономическую оценку путей развития производства водорода на ближайшие годы, свидетельствуют о перспективности разрабатываемых электрохимических методов. В перспективе можно ожидать, что параллельно с разработкой термических, термохимических, биохимических и других методов получения водорода из воды, начнутся интенсивные работы по усовершенствованию существующих и созданию новых более экономичных методов электролитического разложения воды на базе электрической энергии станций, работающих на атомной энергии. [c.52]

Уже давно исследователи, работавшие с перекисью водорода, знали, что она обладает слабой кислотностью [123], ио константа диссоциации ее измерена впервые лишь в 1912 г. ]4ойнером [124]. Этот автор пользовался классическими методами, определяя степень гидролиза гидроперекиси натрия по омылению эфиров, коэффициенту распределения и электропроводности. Пользуясь этими методами, он получил для константы кислотной диссоциации перекиси водорода при 0° среднюю величину 7 10 . Прямыми термохимическими измерениями для теплоты диссоциации получено значение 8,6 ккал/моль, откуда вычислен /С=2,4-10 при 25°. Эта величина практически согласуется со значением, полученным В. А. Каргиным [1251 при измерениях, проведенных с 0,1 и 0,5 М дистиллированной перекисью водорода и приведших к значению /( = 1,55-10-12 при 20°. [c.329]

Автотермическип пиролиз углеводородов [17]. Этот метод предназначен для получения высоко олефиносодержащего газа путем пиролиза в присутствии кислорода. Процесс основан на термохимическом равновесии между эндотермической реакцией расщепления и экзотермической реакцией горения. В процессе пиролиза образуются олефины, водород, вода, окись углерода, углекислый газ и продукты окисления углеводородов (альдегиды и кетоны). [c.207]

Определение влаги в газе обычно приводят с конверсией воды до ацетилена [79] или водорода [80]. Так, в работе [81] описан метод, применимый к газам, не содержащим водорода. Проба газа (20 мл) поступает в реакционную трубку с гидридом кальция., где происходит реакция с образованием водорода, который далее в потоке газа-носителя (200 мл мин) поступает в составную колонку с алюмогелем (3 м) и молекулярным ситом 5А. Гаэом-носителем служит воздух, обеспечиващий сжигание водорода на нити термохимического детектора с получением чувствительности до [c.84]

Экспериментальное подтверждение третьего закона заключается в предсказании константы равновесия при использовании абсолютных энтропий, вычисленных из калориметрических или спектроскопических Аанных, и в сравнении предсказанного значения с экспериментально установленным. Сравнение абсолютных энтропий, найденных двумя путями, т. е. и спектроскопическим и термохимическим, является также средством проверки правильности третьего закона. Коротко можно сказать, что для всех реакций, исследованных в конденсированных системах, третий закон в пределах ошибки опыта является справедливым. В случае газовых реакций или при сравнении энтропий нз двух различных источников имеются определенные расхождения, но ббльшая часть их удовлетворительно объясняется. Поскольку дело касается практического применения, мы можем с уверенностью заключить, что все химические индивидуумы обладают некоторым значением абсолютной энтропии, которым можно пользоваться для предсказания равновесия. Для относительно простых молекул эти энтропии можно вычислить из спектроскопических данных с помощью статистической механики, и значения, определенные таким образом, будут, вероятно, более точны, чем полученные по термодинамическим измерениям. Для большинства веществ должен применяться калориметрический метод он состоит в определении теплоемкостей и скрытых теплот для всего диапазона температур. Охлаждать до абсолютного нуля практически невозможно, но если охлаждение осуществляется с помощью жидкого водорода примерно до 12° К, то остаточная энтропия мала, и экстраполяцию до 7=0 можно провести с достаточной уверенностью. Метод экстраполяции был намечен в гл. IX. Конечным результатом подобных измерений является составление таблиц абсолютных энтропий элементов, ионов и соединений. Такие таблицы ещ далеко не полны, но все же имеются величины для большого числа веществ, представляющих промышленное значение. [c.570]