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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