как се произвежда течен водород?
1. Как е произведен течен водород?
Производство на водород по воден газ
Използвайте антрацит или кокс като суровина, за да реагирате с водна пара при висока температура, за да получите воден газ (C+H2O→CO+H2—топлина). След пречистване той преминава през катализатор с водна пара за превръщане на CO в CO2 (CO+H2O →CO2+H2), за да се получи газ със съдържание на водород над 80%, след което се пресова във вода, за да се разтвори CO2 и след това се отстранява останалият CO чрез разтвор, съдържащ меден формиат (или меден ацетат, съдържащ амоняк) В сравнение с чистия водород, този метод има по-ниска цена за производство на водород и има голям продукция и повече оборудване. Този метод често се използва в инсталации за синтез на амоняк. Някои също така синтезират метанол от CO и H2, а на няколко места се използва по-малко чист водород с 80% водород. Газът се използва за изкуствено течно гориво. Този метод често се използва в Пекинския химически експериментален завод и малки заводи за азотни торове на много места.
Производство на водород от синтетичен газ и природен газ от термичен крекинг на петрол
Страничният продукт от термичния крекинг на петрола произвежда голямо количество водород, който често се използва при хидрогениране на бензин, водород, необходим на нефтохимическите заводи и заводите за торове. Този метод за производство на водород е възприет в много страни по света. Растения, нефтохимически бази в Bohai Oilfield и т.н. всички използват този метод за производство на водород.
Производство на водород в хладилен коксов газ
Замразете и херметизирайте коксовия газ, който е бил предварително извлечен, за да втечни други газове и да остави водород. Този метод се използва на няколко места.
Водороден страничен продукт от електролиза на солена вода
В хлор-алкалната промишленост се произвежда голямо количество чист водород, който се използва за синтеза на солна киселина и може също да бъде пречистен, за да се получи обикновен водород или чист водород. Например, водородът, използван във втория химически завод, е страничен продукт от електролитен солен разтвор.
Странични продукти от пивоварната промишленост
Когато царевицата се използва за ферментация на ацетон и бутанол, повече от 1/3 от водорода в отпадъчния газ на ферментатора може да произведе обикновен водород (над 97%) след многократно пречистване и обикновеният водород може да бъде охладен до под -100°C с течен азот. В тръбата със силикагел примесите (като малко количество N2) могат да бъдат допълнително отстранени, за да се произведе чист водород (повече от 99,99%). Например пивоварната в Пекин произвежда този страничен продукт водород, който се използва за изпичане на кварцови продукти и за външни модули.
2. Как е течен водород транспортирани и какви са видовете транспорт
Понастоящем методите за транспортиране на течен водород включват главно следните видове:
Първият е доставка с цистерни. Този метод използва специално проектирани цистерни за пренос на течен водород от производителя до фабриката или станцията на потребителя. Камионите-цистерни обикновено са проектирани с многослойни изолирани корпуси, за да поддържат температурата и налягането на течния водород стабилни по време на транспортиране. Този метод обаче изисква много разходи за изграждане на танкера и е уязвим на фактори като пътнотранспортни произшествия и ограничения на разстоянието.
Второто е доставката по тръбопровод. Този подход се основава на огромна тръбопроводна система за доставка на течен водород. Течният водород се инжектира в тръбопроводната система от производственото предприятие и след това се транспортира до фабриката на потребителя или станцията за зареждане с водород чрез подземни тръбопроводи. Тръбопроводният транспорт е икономичен, ефективен и безопасен начин за посрещане на високоинтензивния транспорт на големи количества водород. Но в същото време тръбопроводният транспорт изисква изграждането на мащабна инфраструктура и има определени рискове, така че са необходими стриктни дейности по управление и поддръжка, за да се гарантира неговата безопасност.
Третият е корабният транспорт. Течният водород може да се транспортира и по море до различни региони по света. Поради ниската плътност на течния водород, корабният транспорт изисква специални съоръжения и технологии за съхранение и транспортиране, за да се гарантира стабилността на кораба и безопасността на течния водород. Корабният транспорт може да отговори на нуждите от транспортиране на голямо количество течен водород на дълги разстояния, но изисква огромни икономически и технически разходи и стриктно спазване на разпоредбите за морска безопасност и международните конвенции.
3. Трудно ли се произвежда течен водород?
По-трудно е да се произвежда и трудността се състои в следните точки:
Температурата на охлаждане е ниска, капацитетът на охлаждане е голям и консумацията на енергия на единица е висока;
Орто-параконверсията на водорода прави работата, необходима за втечняване на водорода, много по-голяма от тази на метан, азот, хелий и други газове, а топлината на орто-параконверсията представлява около 16% от неговата идеална работа на втечняване;
Бързата промяна на специфичната топлина кара скоростта на звука на водорода да нараства бързо с повишаването на температурата. Тази висока скорост на звука кара ротора на водородния разширител да понася голямо напрежение, което прави дизайна и производството на разширителя много трудни;
При температурата на течния водород други газови примеси с изключение на хелий са се втвърдили (особено твърдият кислород), което може да блокира тръбопровода и да причини експлозия.
4. Какви са отраслите на приложение на течния водород?
Там, където е необходим водород, като космическата промишленост, авиацията, транспорта, електрониката, металургията, химическата промишленост, хранително-вкусовата промишленост, стъклото и дори отделите за граждански горива, може да се използва течен водород. По отношение на водородната медицина медицинският течен водород може да осигури водород за богати на водород машини за вода, богати на водород чаши за вода и устройства за абсорбиране на водород на големи места. Понастоящем най-широко използваната област на течния водород в моята страна е космонавтиката.
Стойността на течния водород в областта на съхранението на водород се проявява главно в следните аспекти. На първо място, течният водород изисква по-малък обем от обикновения газообразен водород, което може значително да намали местата за съхранение и транспортните разходи. Второ, течният водород е с по-чисто качество, за разлика от газообразния водород, който ще произведе примеси като кислород и азот, което ще повлияе на крайния ефект от употребата. Развитието на течния водород в областта на съхранението и транспортирането на водород също допринася за подобряване на индустриализацията на водорода и разширяване на обхвата на приложение на водородната енергия в много области.
