- 中文名:氢气
- 英文名:Hydrogen gas;Hydrogen
- CAS号:1333-74-0
- 别名:氢(工业通用简称)、高纯氢、液氢(形态衍生称谓,无官方曾用名)
- 分子式:\boldsymbol{H_2}(双原子分子,氢氢键结合)
- 颜色/外观:常温常压下为无色、无味、无臭的气体,液态氢为无色透明液体,固态氢为白色结晶;无肉眼可见杂质,是密度最小的气体。
核心属性
- 有机/无机:无机物质(非金属单质,仅含氢元素,无碳氢有机结构)
- 理化属性:标准状况下密度0.0899g/L(空气的1/14),难溶于水;沸点-252.8℃,熔点-259.2℃,临界温度-239.9℃;化学性质活泼,易燃、易爆,爆炸极限4.0%~75.6%(体积分数),遇明火、静电、氧化剂极易发生爆炸燃烧,火焰为淡蓝色(几乎无色);本身无毒,高浓度下会造成窒息缺氧,属于甲类易燃易爆危化品;液态氢为超低温介质,易挥发。
执行质量标准(国标为主,分等级规范)
产品等级 执行标准 核心纯度指标 适用场景
工业氢气 GB/T 3634.1-2011 纯度≥99.9% 通用工业、燃料、粗加工
纯氢气 GB/T 3634.1-2011 纯度≥99.99% 化工合成、焊接保护
高纯氢气 GB/T 3634.2-2011 纯度≥99.999% 电子、半导体、色谱载气
超纯氢气 GB/T 3634.2-2011 纯度≥99.9999% 芯片制造、光伏、精密分析
食品级氢气 GB 31633-2019 纯度≥99.99%,重金属/有害杂质达标 食品加工、饮料加氢(如矿泉水)
焊接用氢气 JB/T 7530-2016 纯度≥99.99%,露点≤-60℃ 氢弧焊、金属热处理
型号&货号(行业通用分级,货号供应商自定义)
型号(按纯度/形态/压力/规格划分)
- 纯度型号:工业级(3N,99.9%)、纯氢(4N,99.99%)、高纯氢(5N,99.999%)、超纯氢(6N,99.9999%)、食品级(4N+)
- 形态/压力型号:气态氢(GH₂)-13.5MPa/15MPa/20MPa(钢瓶常用);液态氢(LH₂)-常压超低温(杜瓦罐/储罐)
- 钢瓶/容器型号:40L/10L/8L(气态氢钢瓶)、175L/500L(液氢杜瓦罐)、PSA制氢机型号(如PSA-10Nm³/h-99.99%,按产气量+纯度命名)
货号(无国标,通用示例+品牌参考)
- 国内通用:GH₂-40L-15MPa-99.99%、GH₂-10L-20MPa-99.999%、LH₂-175L-99.999%
- 品牌示例:林德(H2-40-150-4N)、空气化工(HYD10-200-5N)、国内厂家(CQ-H2-40L-3N)
储存/保存条件(分气态/液态,核心:防爆、密闭、隔离、防泄漏)
气态氢气(钢瓶储存,国标瓶身淡绿色+红色字样)
1. 储存于阴凉通风的甲类防爆库房,温度≤30℃,远离火种、热源、暴晒,钢瓶直立固定放置并设置防倾倒装置;
2. 钢瓶专用减压阀(禁与其他气体混用),严禁与氧气、氯气、氟气、氧化剂、易燃气体混储,分区隔离存放(间距≥8m,防火堤分隔);
3. 库房采用防爆型通风/照明设备,禁止使用易产生火花的工具/机械,库区安装可燃气体检测报警仪(测爆型)和防爆排风系统;
4. 钢瓶按规范定期检验(每3年1次),禁止敲击、碰撞、暴晒,搬运使用专用防静电手推车,全程接地消除静电;
5. 库区配备干粉/二氧化碳灭火器(禁用水冲灭),备有泄漏应急处理沙袋、堵漏工具,严禁在密闭空间大量储存。
液态氢气(杜瓦罐/低温储罐储存)
1. 储存于专用超低温防爆库区,通风良好,杜瓦罐/储罐直立放置,远离高温设备、明火(间距≥15m),防止罐体受热;
2. 操作时做好超低温防冻防护(穿戴防冻手套、护目镜、防护服),避免液氢直接接触皮肤造成冻伤,严禁将液氢倒入密闭容器(遇热膨胀极易超压爆炸);
3. 储罐定期检查真空度、密封性和安全阀,确保超低温绝热效果,防止液氢快速挥发,挥发气体需经防爆排风系统排出;
4. 液氢储存区严禁明火、吸烟,设置**“严禁烟火”“易燃易爆”“窒息危险”**警示标识,无关人员严禁入内。
通用要求
1. 密闭空间使用氢气时,必须持续强制通风,实时监测氢气体积浓度(控制在4.0%以下)和环境氧含量;
2. 储存/操作区域做好静电接地和防雷措施,操作人员穿戴防静电劳保用品(防静电服、鞋、手套)。
主要用途
1. 化工合成核心原料:合成氨(氢气+氮气→氨)、合成甲醇、制备盐酸/氟化氢,生产环己烷、苯胺等有机中间体,是石油化工加氢精制(如重油加氢、油品脱硫)的关键原料;
2. 新能源/燃料领域:氢燃料电池(新能源汽车、船舶、电站)的核心燃料,火箭/航天飞行器的推进剂(液氢+液氧),工业切割/焊接的氢氧焰燃料(温度达2800℃以上);
3. 电子/半导体行业:高纯/超纯氢作为半导体芯片、光伏电池、液晶屏生产的还原气、载气、刻蚀气,用于晶圆镀膜、硅片清洗、金属还原;
4. 冶金/材料工业:稀有金属(钨、钼、钛)的冶炼还原气,金属粉末制备的氢还原工艺,不锈钢、高温合金的热处理保护气;
5. 分析检测/实验室:气相色谱(GC)、气质联用(GC-MS)的载气,核磁共振(NMR)的吹扫气,化学实验的还原气、反应气;
6. 食品/医药行业:食品级氢气用于矿泉水/饮料加氢(富氢水)、食品保鲜,医药中间体合成的加氢反应原料,疫苗生产的惰性保护气配套;
7. 其他应用:浮法玻璃生产的保护气,电子管/灯泡的填充气,低温制冷(液氢作为超低温制冷剂,用于超导材料、生物样本冷冻),废水处理的加氢降解工艺。
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