Предложите способы осушения газообразного водорода

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Осушка — водород

В случае необходимости схема дополняется аппаратурой для осушки водорода . В качестве осушителей применяют серную кислоту или сорбенты типа цеолитов. [31]

На электролизных установках, где применяются схемы осушки водорода с ва-куумно-термической регенерацией сорбента, следует контролировать подачу водорода и вакуум в адсорбере, где проходит регенерация силикагеля. [32]

Электрооборудование, смонтированное совместно с блоком очистки и осушки водорода , должно иметь исполнение, соответствующее классу взрыво-опасности помещения. [33]

В одном производственном здании могут размещаться помещения электролиза, приготовления электролита, очистки и осушки водорода , компрессорной установки, датчиков, наполнительной с промежуточным складом водородных баллонов, ремонтно-испытательной мастерской, а также помещение окраски и сушки баллонов. [34]

Электролитически полученный водород содержит до 2 — 3 % влаги, 0 5 — 1 % кислорода, 0 5 — 1 % азота и другие газовые примеси. Осушка водорода осуществляется обычными химическими осушителями и ловушками с жидким азотом, очистка от других газов проводится чаще всего пропусканием через нагретую до температуры 600 — 800 С медную стружку, нагретую до 800 — 900 С титановую или циркониевую губку либо пропусканием через нагретый до 300 С палладиевый капилляр. [35]

Водород также необходимо подвергать осушке, поскольку при его переработке ( например, в производстве синтетической соляной кислоты) будет образовываться влажный хлористый водород, способный разрушать технологическое оборудование. Осушку водорода осуществляют в противоточной башне, заполненной насадкой и орошаемой сверху концентрированной серной кислотой. [36]

В реактор загружают 40 мл испытуемого катализатора, продувают установку последовательно азотом и водородом и под давлением водорода проводят опрессов-ку. Для осушки водорода его пропускают через емкость, заполненную активной окисью алюминия, прокаленной при 500 С. [37]

Установки осушки водорода методом охлаждения, включающие в себя холодильные машины производительностью 2933 кДж / ч ( 700 ккал / ч), испарители и терморегулирующие вентили, достаточно надежны при продолжительной эксплуатации, потребляют незначительное количество электроэнергии и не требуют существенных трудозатрат при монтаже и обслуживании. [38]

Период капания должен быть строго постоянным. К электролизеру подсоединяют систему очистки и осушки водорода , состоящую из последовательно соединенных склянок Дрекселя, заполненных щелочным раствором пирогаллола, водой и силикаге-лем. Прибор включают в сеть и через Ч мин. [39]

Температура водорода в установке осушки проверяется периодически. На электролизных установках СЭУ-4 и СЭУ-8 осушка водорода осуществляется путем его охлаждения в испарителе холодильной машины до — 5 С. При такой температуре из водорода удаляется в испарителе основное количество содержащихся в нем водяных паров. Повышение температуры свидетельствует о необходимости отключения компрессора холодильной машины для оттаивания льда и снеговой шубы в испарителе. [40]

Осушка газов большей частью осуществляется при сравнительно невысоких давлениях. Однако в ряде случаев, в частности для осушки водорода , применяется высокое давление. [41]

Приблизительно 50 мг окиси платины помещают в реакционный сосуд и прибавляют туда же 10 мл чистого этилового спирта; сосуд погружают в стакан с водой, нагретой до 60, и восстанавливают окись платины до платиновой черни, пропуская через суспензию водород. Последний получают обычным путем, но между генератором газа и прибором целесообразно помещать трехгорлую предохранительную склянку, содержащую концентрированную серную кислоту для осушки водорода . Склянку снабжают стеклянной трубкой, доходящей до ее дна и позволяющей следить за скоростью и давлением водорода. Необходимо обращать внимание на то, чтобы частицы окиси не прилипали к стенкам сосуда над уровнем жидкости. Когда вся окись станет черной ( примерно через 5 мин. [42]

Наличие влаги в водороде при относительно высокой температуре гидрирования влечет за собой гидролиз жиров и соответственно рост кислотности саломаса. При этом накапливаются другие побочные продукты термического распада жирных кислот и глицерина, что увеличивает отходы и потери в производстве и ухудшает качество саломаса. Поэтому необходима обязательная осушка водорода . [44]

ТЬпилляр опускают в электролизер так, чтобы кончик капилляра был опущен в исследуемый раствор на глубину не менее I см. устанавливают период капания ртути, поднимая или опуская резервуар со ртутью. Период капания должен быть строго постоянным. К электролизеру подсоединяют систему очистки и осушки водорода , состоящую из последовательно соединенных склянок Дрекселя, заполненных щелочным раствором пирогаллола, водой и силикаге-лем. Прибор включают в сеть и через 5 мин. [45]

Источник

Физические и химические свойства водорода

Задача 789.
Можно ли осушить водород концентрированной серной кислотой?
Решение:
Серная кислота является водоотнимающим средством в химической промышленности. Она способна образовывать с водой ряд кристаллогидратов, наиболее стойким из которых является Н₂SO₄ . H₂O. Серная кислота жадно поглощает воду из смеси газов, поэтому часто применяется для осушения различных газовых систем. Концентрированная серная кислота является очень сильным окислителем, поэтому она будет окислять водород до ионов водорода, а сама восстанавливаться до сернистого газа:
Электронные уравнения процесса:

H₂ + S +6 = 2H + + S +4 ;

Таким образом, концентрированная серная кислота окисляет молекулярный водород и, поэтому не может быть использована для осушения газообразного водорода.

Задача 790.
Как отличить водород от кислорода, диоксида углерода, азота?
Решение:
В присутствии кислорода тлеющая лучинка загорается, а если к сосуду с водородом поднести спичку, то раздаётся характерный звук (если водород чистый, то звук «глухой», а если с примесью кислорода — звук «лающий»). При поднесении спички к сосуду с диоксидом углерода она потухает, а если пропустить диоксид углерода через гидроксид кальция то появится помутнение. Азот как и диоксид углерода не горит (тушит зажжённую лучину), но не мутит известковой воды.

Задача 791.
Как проверить полученный в лаборатории водород на чистоту?
Решение:
Проверить газ на чистоту: зажать отверстие пробирки пальцем и поднести пробирку к пламени спиртовки, открыть ее, то будет слышен характерный хлопок. (если водород чистый, то звук «глухой», а если с примесью кислорода-звук «лающий»). Дальнейшие опыты с водородом можно проводить только в том случае, если он чистый. проверка на чистоту нужна, чтобы исключить наличие в смеси кислорода или воздуха, если этого не сделать, то возможен взрыв, так как водород является горючим веществом, смеси водорода с воздухом с объемной долей водорода от 4 до 74 процентов взрывоопасны.

Задача 792.
Указать различия в свойствах атомарного и молекулярного водорода. Одинаковы ли теплоты сгорания атомарного и молекулярного водорода? Ответ обосновать.
Решение:
Молекулярный водород состоит из двухатомных молекул Н₂ или Н : Н, атомарный водород из отдельных атомов (Н или Н . ). Чтобы молекулярный водород вступил в какую-либо реакцию, молекулы его сперва должны распасться на атомы для чего необходимо затратить большое количество энергии. При реакции же атомарного водорода такой затраты энергии не требуется, так как атомарный водород уже находится в активном состоянии.

Действительно атомарный водород уже при комнатной температуре восстанавливает многие оксиды металлов, непосредственно соединяется с серой, азотом и фосфором. С кислородом атомарный водород образует пероксид водорода Н₂О₂. Атомарный водород способен вытеснять медь, серебро, свинец и некоторые другие малоактивные металлы из их солей, а молекулярный – не способен к такой реакции.

При горении молекулярного водорода образуется вода, а при горении атомарного — пероксид водорода:

Из уравнений реакций горения следует, что теплоты сгорания их не равнозначны, так как неравнозначны теплоты образования Н₂О и Н₂О₂. Теплота сгорания 1 моля Н₂ равна численно теплоте образования 1 моля Н₂О (-241,98 кДж/моль), а теплота сгорания 1 моль Н. – равна 1/2 моль теплоте образования Н₂О₂ (-187,9/2 кДж/моль).

Задача 793.
Охарактеризовать окислительно-восстановительные свойства молекул и ионов водорода. Привести примеры реакций.
Решение:
а) В молекуле водорода Н₂ атом водорода имеет степень окисления 0, т.е. содержит один электрон. Поэтому водород в молекуле Н₂ может как отдать, так и присоединить по одному электрону, превратившись при этом соответственно, в катион (Н + ) или в анион (Н — ). Таким образом, молекулярный водород может проявлять как восстановительные, так и окислительные свойства, изменяя при этом степень окисления от 0 до +1 или от 0 до -12.

б) Катион водорода (Н + ) представляет собой просто протон, поэтому способен только присоединять электрон, превращаясь при этом в нейтральный атом водорода (Н), т. е. способен проявлять только восстановительные свойства. Например, в разбавленной серной кислоте катион водорода является окислителем:

в) Анион водорода (Н — ) содержит два электрона (1s 2 ), водород в нём находится в своей степени окисления равной -1. Поэтому анион (Н — ) теоретически способен отдать один или оба электрона, превратившись при этом в нейтральный атом (Н) или в катион( Н + ). Таким образом, анион (Н — ) является восстановителем в окислительно-восстановительных процессах:

Источник

Предложите способы осушения газообразного водорода

• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 

• 

Полная поддержка !

Наши сервисные планы ориентированы на запросы потребителей, сервисная служба Peak работает по всему миру, обеспечивая комплексную и техническую поддержку.

Генераторы газов серии Precision для GC

Серия Precision это модульная система с различными уровнями потока, вырабатывающая газ по запросу.

Присоединяйтесь к Peak Scientific

Если вы уверены в своих способностях и чувствуете что можете изменить свою жизнь, то страничка карьеры на нашем сайте для Вас.

. Нам нечего предвосхищать кроме нашего Genius.

Наша новая серия генераторов Genius тише, безопаснее и эффективнее других генераторов на рынке.

Peak Infinity. Превзошел все ожидания

Предлагая чистый и надежный источник газа для различных приложений в вашей лаборатории.

Офисы на всех континентах

Peak имеет представительства и офисы для поддержки бизнеса по всему миру. Где бы вы не находились, мы всегда рядом.

Ценности Peak и как быть на «Пике успеха»

Мы осознаем значимость качества нашей продукции и сервисного обслуживания и делаем нашу работу со всей душой и полной отдачей.

Статьи и заметки

Методы очистки водорода

Некоторые вопросы, посвященные технологиям генерации Водорода

Генераторы Водорода, которые используются для выработки газа-носителя для газовой хроматографии и ГХ / МС, применяют новейшие разработки и технологии для обеспечения высокой чистоты водорода. Здесь мы рассмотрим некоторые особенности различных методов, используемых для очистки водорода. Три технологии PEM (с применением протон — обменных мембран) в сочетании с различными методами очистки и четвертый метод с использованием вариаций электролиза на палладиевых пластинах.

PEM/ Диффузия с применением палладиевых мембран

Принцип работы мембранных палладиевых водородных очистителей основан на процессе диффузии под давлением через палладиевые мембраны. Только водород может диффундировать через палладиевый диффузор. Диффузор может быть выполнен в различных формах, в том числе из массив труб, гибких трубок или фольги. Материал может содержать палладий и сплавы серебра, обладающего уникальным свойством, которое позволяет только одноатомному водороду проникать через его кристаллическую решетку, когда он нагревается выше температуры 300 º C. Молекулы водорода, вступая в контакт с поверхностью мембраны из палладия, диссоциируют на одноатомный водород, который и проходит через мембрану. На другой поверхности палладиевой мембраны одноатомный водород объединяется в двухатомный водород.

PEM / Диффузионные процессы с применением палладия

Преимущества

• Выработка особо чистого газообразного и сухого водорода без присутствия кислорода. Получаемая чистота водорода достигает величины 99,99999 %
• Текущего технического обслуживания не требуется.
• Нормальный срок эксплуатации палладиевого диффузора в очистителе — до 5 лет в зависимости от уровня его использования (Источник: http://pureguard.net/cm/Library/FAQs.html)

Проблемы

• При использовании сплава палладия и серебра, прекращение в подаче электроэнергии может привести к необратимому повреждению диффузора.
• Серебряный сплав палладия может поглощать водород, увеличиваясь в объеме, что приводит к деформации и сплав становиться хрупким.
• Если в диффузоре появляются трещины или отверстия, то элемент становится не работоспособным и не подлежит ремонту.
• Для обеспечения длительного срока службы очень важно, чтобы палладиевая мембрана не охлаждалась в присутствии водорода. Если рабочая температура очистителя выходит за пределы оптимального диапазона даже в течение короткого периода времени, то долговечность может быть значительно снижена.
• После того, как водород оказывается на «рафинированной» ​​стороне диффузора, он все еще содержит примеси, такие как кислород и влагу. Оставшийся газ на «нерафинированной’ стороне должен быть периодически удален из элемента. Это способствует тому, чтобы достаточное количество молекул водорода были способны для перемещения через палладиевую мембрану, сохраняя эффективность диффузора. Это достаточно сложная процедура, и если система плохо сконструирована, такие явления могут вызвать пульсирующий эффект давления газа в выходном потоке от диффузора.
• Процесс протекает при очень высокой температуре и может представлять угрозу безопасности как источник возгорания или воспламенения. Для нагревания картриджа до высокой температуры используется электрический ток высокого номинала, и это может вызвать значительную электрическую дугу.
• Палладиевая мембрана в очистителе требует замены каждые 5 лет. Для устранения простоя оборудования мы рекомендуем иметь запасную ячейку.
• Необходимо использовать большие углеродные вставки в палладиевый сплав для подачи электроэнергии для нагрева сплава до рабочей температуры.

Комбинирование: Палладиевый Электролизер / Система очистки

В ячейке используется палладиевый анод, и так как, вода не способна проводить электрический ток, в раствор электролита обычно добавляют 20% гидроксида натрия (NaOH). Пучок труб палладия используют в качестве катода и только водород и его изотопы проходят через катод для производства водорода сверх высокой чистоты.

Комбинирование: Палладиевый Электролизер / Система очистки

Достоинства и преимущества

• Особо чистый газообразный водород без присутствия влаги и кислорода.

Проблемы

• Раствор электролита в ячейке должен быть заменен каждые 12 месяцев. В качестве электролита используется раствор NaOH (гидроксид натрия), который представляет собой едкое вещество и работа с которым должна проводиться с особой осторожностью. Процедура замены электролита занимает не менее 8 часов с учетом этапов понижения температуры и 4-часового времени запуска. Весь использованный раствор электролита должна быть слит.
• Серо-содержащие компоненты и ненасыщенный углеводород ухудшают проницаемость.
• Гидроксид натрия может вызвать коррозию элементов оборудования и, с течением времени, это может привести к повреждению или разрушению.
• Использование электролита плохого качества может привести к повреждению электрохимической ячейки.
• Существует опасность утечки электролита или попадания на кожу, что может вызвать ожоги на коже.

PEM / Абсорбция при переменном давлении

Технология адсорбции при переменном давлении работает на переменном токе газа через две колонки, которые заполнены адсорбирующим материалом, выступающим в качестве молекулярного сита. В то время, как водород пропускают через первую колонку, небольшой объем сухого газа проходит вниз второй колонки. Так как нет дополнительного потока, в этот момент адсорбирующий материал вынужден регенерировать. Это приводит к полному восстановлению адсорбирующего материала в колонне без какой-либо замены. Система будет готова к новому производственному циклу после удаления небольшого количества водорода. Водород, полученный таким способом, имеет содержание влаги только 1 ppm.

PEM / Адсорбенты, применяемые в процессах с переменным давлении

Достоинства и преимущества

• Устойчивая и восстановительная технология
• Нет необходимости в высокой температуре и связанным с этим высоким номиналом электрического тока.
• Получение непрерывного потока водорода без каких-либо колебаний давления или импульсов.
• Требования к техническому обслуживанию ограничиваются заменой деионизационного картриджа. Нет необходимости в замене осушителей или опасных каустиков.
• Короткое и быстрое время старта и выключения.
• Простота и надежность работы.
• Минимальное потребление энергии и, следовательно, более низкие эксплуатационные расходы по сравнению с другими методами очистки водорода.
• Отраслевые исследования показывают, что технологии с применением палладия производят наиболее сухой водород, однако, технологии PSA адекватно отвечают требованиям, предъявляемым к GC / MS MS в соответствии со стандартами по чистоте газа, рекомендуемыми Agilent.

Проблемы

• Высокая стоимость замены рабочего элемента ячейки
• Газообразный водород, используемый в момент регенерации молекулярного сита выпускают в атмосферу. Хотя на рынке присутствуют генераторы водорода, которые используют вентилируемый водород, пропуская его через катализатор для исключения удаления водорода в атмосферу.

PEM / Силикагель в системах осушения

Еще одним распространенным и популярным, благодаря своей простоте, методом очистки водорода является использование силикагелиевых колонных осушителей. Водород, который производится с помощью PEM технологии, затем проходит через картридж осушителя для удаления влаги. Осушитель чаще всего состоит из силикагелиевых шариков, которые действуют в качестве сушильного агента для водорода, при этом генераторы производят высокочистый водород, удовлетворяющий потребностям промышленной чистоты.

Источник