氢手册 氢的性质、制取、储存、运输和应用PDF电子书下载

目 录 1

1． 不同物态的氢和金属氢化物的物理化学性质 1

1.1氢的物理化学性质的一般知识 1

1.2正氢和仲氢 8

1.3氢溶液的相平衡 12

1.4雪状氢 20

1.5 固态氢 20

1.6原子氢 31

1.7金属氢化物 35

1.8液氢的制取 40

1.9工业用氢标准 45

2． 氢的热物理性质、声学性质、光学性质、电性质和磁性质 46

2.1饱和蒸汽压和相转变温度 46

2.2密度、比容和摩尔体积 49

2.3热系数 61

2.4表面张力 80

2.5声学性质 81

2.6光学、电学和磁学性质 92

3． 氢的扩散、粘度和导热系数 98

3.1扩散 98

3.1.1 液氢中的扩散 98

3.1.2氢气中的扩散 101

3.2粘度 105

3.2.1液氢的粘度 105

3.2.2氢气的粘度 113

3.2.3混合物的粘度 115

3.3导热系数 121

33.1液氢的导热系数 121

3.3.2 氢气的导热系数 122

3.3.3混合物的导热系数 129

4． 氢的热工性质和热力学性质 133

4.1键能、离解能和生成热 133

4.2蒸发热和转化热 136

4.3燃烧热、热值 139

4.4热工状态方程 140

4.5热容 142

4.6焓、冷容量 156

4.7熵 163

5．氢的着火、燃烧和爆炸 177

5.1化学平衡常数 177

5.2燃烧产物的组成和温度 177

5.3火焰的辐射能力 183

5.4火焰的正常扩展速度 183

5.5爆炸特性 188

5.6火焰扩展的浓度界限 189

5.7燃料混合物的着火条件 193

5.8自动着火 196

6．制氢的现代方法 199

6.1从含氢混合物中提取氢的物理方法 199

6.2电解水制氢 200

6.2.1 电解水制氢过程的一些理论基础 201

6.2.2 电解水制氢的新的可能性 208

6.2.3 利用燃料电池电解水 211

6.2.4 电解海水 212

6.2.5 与固体燃料气化相结合的电解水制氢 213

6.3烃类部分氧化、蒸气转化和一氧化碳变换制氢 215

6.3.1 以烃类部份氧化为基础的过程 215

6.3.2 甲烷和液烃的蒸汽催化转化过程 218

6.3.3 一氧化碳蒸汽变换过程 220

6.6光离解法制氢 220

6.4加工煤和焦炭制氢 222

6.4.1 炼焦和熔融物中的焦炭氧化 222

6.4.2 焦炭和煤的蒸汽气化，蒸汽空气和蒸汽氧气混合物气化 222

6.4.3 固体燃料气化的现代工业方法 223

6.4.4 固体燃料气化的现代工业实验方法 225

6.4.5煤的等离子体蒸汽－氧气气化 226

6.5热法和热磁法制氢 227

6.5.1 热法 227

6.5.2热磁法 229

6.6.1光催化分解水 230

6.6.2 电化学光离解制氢 231

6.6.3 生物光离解法制氢 234

6.6.4 高温核等离子体中直接光分解水蒸汽 237

参考文献 239

7.利用原子能的制氢方法 239

7.1 热化学法制氢 239

7.1.1 研究状况概述 239

7.1.2 铁—氧化物和碳—氧化物系统 244

7.1.3 卤化物系统 245

7.1.4 以金属、金属氧化物及其盐类为基础的系统 262

7.1.5 以硫及其化合物为基础的热化学系统 268

7.1.6 硒系统 276

7.1.7 以非金属和水为基础的系统 276

7.1.8 以有机化合物为基础的系统 277

7.1.9 用沸石催化热化学分解水 278

7.1.10 热化学方法的特点和发展前途 278

7.1.11 热化学循环中热力学损失的？分析 282

7.2射解制氢 283

7.2.2 利用热核反应堆和激光射解水 284

7.2.1 射解CO2随后CO变换 284

7.3联合法制氢 285

7.3.1 热电化学循环 285

7.3.2 热光化学循环 288

7.3.3 等离子体化学法、超高频和高频放电制氢 291

7.3.4 用太阳能由水制氢的间接方法 292

7.4利用原子能制氢和制取其他第二能量载体 293

7.4.1 原子能－氢联合体 294

7.4.2 煤和页岩的气化 298

7.4.3 利用原子反应堆的热冶金 303

7.5制氢过程的能量效率 305

8．氢的贮存、运输条件和方法 311

8.1 氢气的贮存 311

8.2 氢气的运输 314

8.2.1 汽车运输、铁路运输和水路运输 314

8.2.2 管道输送 314

8.3 液氢的贮存 321

8.4 液氢运输要求的条件和方法 324

8.5 化学上非游离状态氢的贮存和运输 326

8.6 贮存氢的氢化物体系 327

8.6.1 氢化物贮存体系的一般特点 327

8.6.2 金属氢化物和金属互化物的氢化物 331

8.8 微囊及包囊贮存氢 336

8.7 低温吸附贮存氢 336

8.9 热化学贮存体系和用氢输送热能 337

8.10各种贮存氢方法的技术经济评价 338

8.11氢与结构材料和密封材料的相容性 341

8.12低温贮槽和输送管道的绝热方法和材料 345

8.13氢气的纯度 347

9使用氢的主要部门 349

9.1 生产和使用氢的一般知识 349

9.2 氢在化学工业、石油化学工业和冶金工业中的应用 357

9.2.2 石油加工、石油产品加氢净化和异氰酸酯的生产 358

9.2.1 氨、甲醇和烃类的合成，羰基合成，油脂加氢 358

9.2.3 冶金和等离子体化学用氢 360

9.3 汽车运输使用氢气和液氢 362

9.3.1 汽车运输使用氢气和液氢 363

9.3.2 氢燃料电池用于汽车运输 368

9.3.3 氢化物燃料用于汽车运输 369

9.4 航空用氢 372

9.4.1 对航空氢燃料的要求及其优缺点 372

9.4.2 氢作为超音速航空的燃料 374

9.4.3 氢作为亚音速航空的燃料 376

9.4.4 航空用氢燃料的生态问题 376

9.4.5 航空技术使用氢燃料的技术经济预测 377

9.5.1 氢作为火箭发动机的液体燃料 379

9.5 氢作为火箭燃料 379

9.5.2 原子氢作为火箭燃料 380

9.6 工程上使用氢的某些传统的和有前途的领域 381

9.6.1 用氢制取食用蛋白 381

9.6.2 用氢进行焊接和切割金属 381

9.6.3 氢用于独立能源 382

9.6.4 氢用于发电站和原子动力系统 386

9.6.5 氢用作保护气体和冷冻剂 386

9.6.6 用氢传输能量 387

9.6.9 公共事业用氢 388

9.6.7 科学研究中用氢 388

9.6.8 农业用氢 388

9.7 氢化物中氢的应用领域 389

9.7.1 用氢化物作为热力泵和热吸附压缩机 389

9.7.2 利用氢化物贮存电能 390

9.7.3 用金属氢化物制取氘 390

10．制氢工艺的能量和技术经济前景 391

10.1第一能量的成本 391

10.2 由烃类制氢的经济评价 393

10.3 原子能－氢联合体制氢和工艺气体的经济问题 400

10.3.1 利用原子反应堆的热加工有机燃料 400

10.3.2.2利用原子反应堆的热能热化学分解水 403

10.3.3 热化学和电化学过程中利用原子能 405

10.3.4利用原子能制取液氢作为航空燃料 406

10.3.5利用原子能制取合成有机燃料 406

10.4 利用原子能电化学制氢的经济问题 407

10.5 制氢和制合成燃料的经济预测 410

10.6 氢工艺的某些新的经济问题 416

10.7 氢工艺的一些问题和前景 420

11．氢的生产、贮存、运输和使用的安全技术 423

11.1 氢的着火和爆炸危险性的一般知识 423

11.3 氢的特性决定了它的失火和爆炸危险 424

11.2 氢对人体和环境的毒性和生理作用 424

11.4 氢爆炸的危险性 427

11.5 与静电蓄积有关的危险性 428

11.6 贮存氢时的失火和爆炸危险 429

11.7 液氢盛入容器时的安全条件 432

11.8 氢运输时的失火和爆炸危险性 432

11.9 氢作为运输设备燃料时的安全条件 433

11.10氢用于日常生活的安全条件 435

11.11生产氢的一般安全措施 435

11.12对生产厂房的要求 436

11.13保证安全技术的技术经济观点 437

参考文献 439