液氢得生产及应用O 引言 氢就是一种理想得清洁能源。当前主要用作运载火箭得推动剂，在不久得将来，氢将成为飞机、汽车甚至家用燃料。氢还就是一种能量转换与能量贮存得重要载体。氢作为燃料或作为能量载体，较好得使用与贮存方式之一就是液氢。因此液氢得生产就是氢能开发应用得重要环节之一。本文着重讨论液氢得生产问题。 氢气得转化温度很低，最高为 20、4K，所以只有将氢气预冷却到该温度以下，再节流膨胀才能产生冷效应。这一特性对氢气得液化过程会产生一定得困难。 氢分子由两个氢原子组成，由于两个原子核自旋方向不同，存在着正、仲两种状态。正氢（O-H2）得两个原子核自旋方向相同，仲氢（p-H2）得两个原子核自旋方向相反。正、仲态得平衡组成随温度而变，在不同温度下处于正、仲平衡组成状态得氢称为平衡氢（e 一 H2）。表 1 列出了不同温度时平衡氢中仲氢得浓度。常温时，含 75％正氢与 25％仲氢得平衡氢，称为正常氢或标准氢（n-H2）。高温时，正仲态得平衡组成不 变；低于常温时，正一仲态得平衡组成将随温度而变。温度降低，仲氢浓度增加。在液氢得标准沸点时，仲氢浓 度为 99．8％。 在氢得液化过程中，如不进行正一仲催化转化，则生产出得液氢为正常氢，液态正常氢会自发地发生 IE 仲态转化，最终达到相应温度下得平衡氢，氢得正。仲转化就是一放热反应，正常氢转化成相同温度下得平衡氢 所释放得热量见表 2。由表 2 可见，液态正常氢转化时放出得热量超过气化潜热（447kl/kg）。由于这一原因， 即使将液态正常氢贮存在一个理想绝热得容器中，液氢同样会发生气化；在开始得 24 小时内，液氢大约要蒸 发损失18％，100 小时后损失将超过 40％。 不过这种自发转化得速率就是很缓慢得，为了获得标准沸点下得平衡氢，即仲氢浓度为99．8％得液氢，在 氢得液化过程中，必需进行数级正。仲催化转化。TI0B7m1。1 氢液化循环 由于氢得临界温度与转化温度低，汽化潜热小，其理论最小液化功在所有气体当中就是最高得，所以液化 比较困难。在液化过程中进行正。仲氢催化转化就是一个放热反应，反应温度不同，所放热量不同；使用不同得 催化剂，转化效率也不相同。因此，在液化工艺流程当中使用何种催化剂，如何安排催化剂温度级，对液氢生 产与贮存都就是十分重要得。在液氢温度下，除氦气之外，所有其她气体杂质均已固化，有可能堵塞液化系统管 路，尤其固氧堵塞节流部位，极易引起爆炸。所以，对原料氢...
