基本特性 |生產方法 |運輸技術 |儲存系統 |利用技術 |安全特性|回顧與展望
利用技術
合成甲醇
氫氣可以用於合成甲醇,合成甲醇由於其生產成本較低且用途廣泛,為有機化學工業的主要原料之一,亦為重要的石油化學品,其主要用途可以用來製造甲醛,其次可以製造對苯二甲酸二甲酯(DMT)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲胺、聚乙烯醇、氯甲烷類、醋酸等,此外甲醇尚可作為溶劑與燃料,若有需要還可製氫氣。
早期製造甲醇係將木材乾餾而得,合成法開法以後此法幾乎被淘汰,初期的合成甲醇方法是由煤炭為原料製造,第二次世界大戰後開發以天然氣、煉油器與輕油等為原料之製法,煤炭法已經式微,僅餘煤炭廉價及煉鋼工業區附近尚有採用。
合成氨
利用氫氣合成氨為氫氣的主要用途,氨早期主要用途為製造硝酸、化學肥料與炸藥等,石化工業發展以後,氨已經成為石油化學工業之重要中間產品,由氨可以再製得尿素、三聚氫胺、丙烯晴、己內醯胺與六亞甲基二胺等胺化合物。合成氨之原料為氫氣與氮氣,氮之來源為空氣中的氮,氫之來源早期使用煉焦爐氣中的氫氣,直到二次世界大戰,以使用固體燃料如煤、焦炭等為原料所製得的氫氣,亦有用水電解法製得的氫氣,於天然氣較多的地方則採用蒸氣重組法製得的氫氣,無天然氣地區則使用部分氧化法所製得的氫氣來製氨。
氫氣引擎
氫氣燃燒所產生的是純淨的水,對環境沒有污染,因此工程師們發展出氫氣內燃機引擎。內燃機引擎在燃燒爆炸產生動力之前需要先將燃料與空氣等比例混合,一般的汽油引擎其汽油所佔比率要在體積百分比1.3~1.7% 之間,也就是說如果進入內燃機的汽油與空氣比率沒有在1.3~1.7% 之間,則內燃機將無法正常運作,甚至會熄火。若是氫氣引擎,則氫氣所佔體積百分率在9~26% 之間即可正常運作。可見氫氣引擎的穩定性較高,先將氫氣儲存於儲氫合金中,透過定體積噴射系統(CVI),將氫氣與空氣以固定體積比射入氫氣內燃機,點火爆炸後產生動力。目前氫氣引擎車的造價當然無法與傳統汽油引擎車匹敵,但是可以和電動汽車競爭。迎接二十一世紀零污染的未來,氫氣引擎車將是環保的新尖兵。
石化工業之應用
石油經過蒸餾或轉化所得到的各種製品當中常常含有許多雜質,將這些雜質去除,可以提高油品品質。其中硫份的去除是一相重要的工程。原油當中都含有硫份,北非、利比亞、阿爾及利亞、奈及利亞、印尼等國均產出高烷烴石油,其中硫份僅含0.2wt% 左右;若是產自中東,含硫份約1.5wt% ,科威特則含硫份約2.5~4wt% ,美國中部產石油則含硫份約為0.2~2.5wt% 。為了除去硫份,石化工業上常用的方法是加氫脫硫反應程序(Hydrodesulfeurization,HDS)。
原油中主要有機硫磺有:RSR(monosulfide),RSH(mercaptane),RSSR(disulfide),RSxR(多硫化物) ,C4H4S(thiophene),C2H8S(thiophane),R2SO(sulfoxide),RSO2(sulfone),RSO3H,RSO4H等。此外酚(C6H5OH)及砒啶(C5H5N)亦可以用加氫的方式去除。為了提高辛烷值,也未了免除廢氣中所含SO2或SO3造成空氣污染及對排氣管的腐蝕作用,無硫份的石油製品已成為市場趨勢。
氫氧焰
『氫』被公認為二十一世紀最具潛力之新科學燃料,特研發最經濟、最安全、最具環保概念之『氫氣焰能源製造設備 』,以代替舊式乙炔、瓦斯等燃炓。凡與火焰切割、焊接及加工等相關工作,本設備均可提供安全、品質及符合環保之價值。『氫氧焰能源製造設備』以提供氫、氧氣作為火焰燃料氣的直接供應,避免乙炔鋼瓶運作及使用的危險。本設備只要使用淨水及電即可。水電解所產生的氫氧混合氣體為無色、無味、無毒,火焰集中熱幅射極小。
燃料電池
能源工程及環境保護是關係二十一世紀人類文明發展的重要課題。燃料電池是具有潛力的綠色發電工具,目前廣獲各國重視,預計可成為二十一世紀的重要能源裝置。燃料電池可視為一種綠色環保發電機,它可以將化學能連續的直接的轉換成電能。目前發展中的燃料電池近期以低溫型的質子交換膜燃料電池(PEMFC)為主,其所使用的燃料是氫氣,因此能夠提供安全且有效的氫氣,將可促進燃料電池之商業化。
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