kako se proizvodi tečni vodonik?
1. Kako je proizveden tečni vodonik?
Proizvodnja vodonika metodom vodenog plina
Koristite antracit ili koks kao sirovinu za reakciju sa vodenom parom na visokoj temperaturi da bi se dobio vodeni gas (C+H2O→CO+H2—toplina). Nakon pročišćavanja, propušta se kroz katalizator s vodenom parom da se CO2 pretvori u CO2 (CO+H2O →CO2+H2) kako bi se dobio plin sa sadržajem vodika većim od 80%, a zatim ga se pritisne u vodu da se otopi CO2, a zatim se ukloni preostali CO kroz otopinu koja sadrži bakrov format (ili bakrovi acetat) koji sadrži nižu cijenu amonijevog hidrogena, a ova metoda ima nižu cijenu. vodonik i ima veliki učinak i više opreme. Ova metoda se često koristi u postrojenjima za sintezu amonijaka. Neki takođe sintetišu metanol iz CO i H2, a na nekoliko mesta koriste manje čistog vodonika sa 80% vodonika. Gas se koristi za veštačko tečno gorivo. Ova metoda se često koristi u Pekinškoj hemijskoj eksperimentalnoj fabrici i malim postrojenjima za proizvodnju azotnog đubriva na mnogim mestima.
Proizvodnja vodonika iz sintetičkog gasa i prirodnog gasa iz termičkog krekinga nafte
Nusproizvod termičkog krekiranja nafte proizvodi veliku količinu vodika, koji se često koristi u hidrogenizaciji benzina, vodika koji je potreban petrohemijskim postrojenjima i tvornicama đubriva. Ovaj način proizvodnje vodonika je usvojen u mnogim zemljama svijeta. Postrojenja, petrohemijske baze u naftnom polju Bohai, itd., svi koriste ovu metodu za proizvodnju vodonika.
Proizvodnja vodonika u koksnom plinu
Zamrznite i stavite pod tlak plin iz koksne peći koji je prethodno ekstrahovan da bi se ostali plinovi ukapljivali i ostavio vodonik. Ova metoda se koristi na nekoliko mjesta.
Vodik nusproizvod elektrolize slane vode
U hlor-alkalnoj industriji proizvodi se velika količina čistog vodika koji se koristi za sintezu hlorovodonične kiseline, a može se prečistiti i za proizvodnju običnog vodika ili čistog vodonika. Na primjer, vodonik koji se koristi u drugoj hemijskoj tvornici je nusproizvod elektrolitičke slane vode.
Nusproizvodi pivarske industrije
Kada se kukuruz koristi za fermentaciju acetona i butanola, više od 1/3 vodonika u otpadnom plinu fermentora može proizvesti obični vodik (iznad 97%) nakon ponovljenog pročišćavanja, a obični vodik se može ohladiti na ispod -100°C tekućim dušikom. 99,99%). Na primjer, Pekinška pivovara proizvodi ovaj nusproizvod vodonika, koji se koristi za pečenje kvarcnih proizvoda i za vanjske jedinice.
2. Kako je tečni vodonik prevozi i koji su vidovi transporta
Trenutno, metode transporta tekućeg vodika uglavnom uključuju sljedeće vrste:
Prvi je dostava kamionima. Ova metoda koristi posebno dizajnirane kamione cisterne za prijenos tekućeg vodika od proizvođača do tvornice ili stanice korisnika. Kamioni cisterne su obično dizajnirani sa višeslojnim izolovanim omotačem kako bi temperatura i pritisak tečnog vodonika bili stabilni tokom transporta. Međutim, ova metoda zahtijeva mnogo troškova za izgradnju tankera i osjetljiva je na faktore kao što su saobraćajne nesreće i ograničenja udaljenosti.
Drugi je isporuka cjevovoda. Ovaj pristup se zasniva na ogromnom sistemu cevovoda za isporuku tečnog vodonika. Tečni vodonik se ubrizgava u cevovodni sistem od strane proizvodnog pogona, a zatim se podzemnim cevovodima transportuje do tvornice korisnika ili stanice za dopunu vodonika. Cevovodni transport je ekonomičan, efikasan i bezbedan način da se odgovori na transport velikih količina vodonika visokog intenziteta. Ali u isto vrijeme, cjevovodni transport zahtijeva izgradnju infrastrukture velikih razmjera, a postoje i određeni rizici, pa je potrebno strogo upravljanje i rad na održavanju kako bi se osigurala njegova sigurnost.
Treći je brodski transport. Tečni vodonik se također može transportovati morem u različite regije širom svijeta. Zbog male gustine tečnog vodonika, transport brodom zahteva posebne skladišne i transportne objekte i tehnologije kako bi se obezbedila stabilnost broda i sigurnost tečnog vodonika. Brodski transport može zadovoljiti potrebe transporta na velike udaljenosti velike količine tekućeg vodika, ali zahtijeva ogromne ekonomske i tehničke troškove, te striktno poštovanje propisa o pomorskoj sigurnosti i međunarodnim konvencijama.
3. Da li je tečni vodonik teško proizvesti?
Teže ga je proizvesti, a poteškoća je u sljedećim točkama:
Temperatura hlađenja je niska, kapacitet hlađenja je veliki, a potrošnja energije jedinice velika;
Orto-parakonverzija vodonika čini rad potreban za ukapljivanje vodonika daleko većim od rada metana, azota, helijuma i drugih gasova, a toplota orto-parakonverzije čini oko 16% njegovog idealnog rada ukapljivanja;
Brza promjena specifične topline uzrokuje da se brzina zvuka vodonika brzo povećava s porastom temperature. Ova velika brzina zvuka čini rotor vodikovog ekspandera pod velikim opterećenjem, što otežava dizajn i proizvodnju ekspandera;
Na temperaturi tekućeg vodika, ostale nečistoće plina osim helijuma su se stvrdnule (posebno čvrsti kisik), što može blokirati cjevovod i uzrokovati eksploziju.
4. Koje su industrije primjene tečnog vodonika?
Tamo gde je vodonik potreban, kao što su vazduhoplovstvo, avijacija, transport, elektronika, metalurgija, hemijska industrija, hrana, staklo, pa čak i odeljenja za civilno gorivo, može se koristiti tečni vodonik. Što se tiče medicine vodonika, medicinski tečni vodonik može obezbijediti vodonik za mašine za vodu bogate vodonikom, čaše za vodu bogate vodonikom i uređaje za apsorpciju vodonika na velikim mjestima. Trenutno, najrasprostranjenije polje tečnog vodonika u mojoj zemlji je vazduhoplovstvo.
Vrijednost tečnog vodonika u oblasti skladištenja vodonika uglavnom se manifestuje u sljedećim aspektima. Prije svega, tekući vodonik zahtijeva manju zapreminu od običnog plinovitog vodonika, što može značajno smanjiti mjesta skladištenja i troškove transporta. Drugo, tečni vodonik je čistijeg kvaliteta, za razliku od gasovitog vodonika, koji će proizvoditi nečistoće kao što su kiseonik i azot, što će uticati na konačni efekat upotrebe. Razvoj tekućeg vodonika u oblasti skladištenja i transporta vodonika takođe doprinosi poboljšanju industrijalizacije vodonika i proširenju opsega primene energije vodonika u mnogim poljima.
