¿Cómo se produce el hidrógeno líquido?
1. ¿Cómo es? hidrógeno líquido producido?
Producción de hidrógeno por el método de gas agua.
Utilice antracita o coque como materia prima para reaccionar con vapor de agua a alta temperatura para obtener agua gaseosa (C+H2O→CO+H2—calor). Después de la purificación, se pasa a través de un catalizador con vapor de agua para convertir el CO en CO2 (CO+H2O →CO2+H2) para obtener un gas con un contenido de hidrógeno de más del 80 %, y luego se presiona en agua para disolver el CO2 y luego se elimina el CO restante a través de una solución que contiene formiato cuproso (o acetato cuproso que contiene amoníaco). En comparación con el hidrógeno puro, este método tiene un menor costo de producción de hidrógeno. y tiene una gran producción y más equipamiento. Este método se utiliza frecuentemente en plantas de síntesis de amoníaco. Algunos también sintetizan metanol a partir de CO y H2, y en algunos lugares se utiliza hidrógeno menos puro, con un 80% de hidrógeno. El gas se utiliza como combustible líquido artificial. Este método se utiliza a menudo en la Planta Experimental Química de Beijing y en pequeñas plantas de fertilizantes nitrogenados en muchos lugares.
Producción de hidrógeno a partir de gas sintético y gas natural procedente del craqueo térmico del petróleo.
El subproducto del craqueo térmico del petróleo produce una gran cantidad de hidrógeno, que a menudo se utiliza en la hidrogenación de gasolina, hidrógeno requerido por las plantas petroquímicas y de fertilizantes. Este método de producción de hidrógeno se adopta en muchos países del mundo. Las plantas, bases petroquímicas en el campo petrolífero de Bohai, etc., utilizan este método para producir hidrógeno.
Producción de hidrógeno refrigerado a gas en hornos de coque
Congelar y presurizar el gas de coque que se ha extraído previamente para licuar otros gases y dejar hidrógeno. Este método se utiliza en algunos lugares.
Subproducto de hidrógeno de la electrólisis del agua salada.
En la industria cloro-álcali se produce una gran cantidad de hidrógeno puro, que se utiliza para la síntesis de ácido clorhídrico, y también se puede purificar para producir hidrógeno ordinario o hidrógeno puro. Por ejemplo, el hidrógeno utilizado en la segunda planta química es un subproducto de la salmuera electrolítica.
Subproductos de la industria cervecera
Cuando se utiliza maíz para fermentar acetona y butanol, más de 1/3 del hidrógeno en el gas residual del fermentador puede producir hidrógeno ordinario (más del 97%) después de una purificación repetida, y el hidrógeno ordinario se puede enfriar por debajo de -100 °C con nitrógeno líquido. En el tubo de gel de sílice, las impurezas (como una pequeña cantidad de N2) se pueden eliminar aún más para producir hidrógeno puro (más del 99,99%). Por ejemplo, la cervecería Beijing produce este subproducto, hidrógeno, que se utiliza para quemar productos de cuarzo y para unidades externas.
2. ¿Cómo es? hidrógeno líquido transportados y cuales son los modos de transporte
En la actualidad, los métodos de transporte de hidrógeno líquido incluyen principalmente los siguientes tipos:
El primero es la entrega mediante camiones cisterna. Este método utiliza camiones cisterna especialmente diseñados para transferir hidrógeno líquido desde el fabricante a la fábrica o estación del usuario. Los camiones cisterna suelen estar diseñados con carcasas aisladas de múltiples capas para mantener estables la temperatura y la presión del hidrógeno líquido durante el transporte. Sin embargo, este método requiere un gran coste para construir el camión cisterna y es vulnerable a factores como accidentes de tráfico y restricciones de distancia.
El segundo es la entrega por tubería. Este enfoque se basa en un enorme sistema de tuberías de suministro de hidrógeno líquido. La planta de producción inyecta hidrógeno líquido en el sistema de tuberías y luego lo transporta a la fábrica del usuario o a la estación de servicio de hidrógeno a través de tuberías subterráneas. El transporte por tuberías es una forma económica, eficiente y segura de afrontar el transporte de alta intensidad de grandes cantidades de hidrógeno. Pero al mismo tiempo, el transporte por tuberías requiere la construcción de infraestructura a gran escala y existen ciertos riesgos, por lo que se requieren estrictos trabajos de gestión y mantenimiento para garantizar su seguridad.
El tercero es el transporte marítimo. El hidrógeno líquido también puede transportarse por mar a varias regiones del mundo. Debido a la baja densidad del hidrógeno líquido, el transporte marítimo requiere instalaciones y tecnologías especiales de almacenamiento y transporte para garantizar la estabilidad del buque y la seguridad del hidrógeno líquido. El transporte marítimo puede satisfacer las necesidades de transporte a larga distancia de una gran cantidad de hidrógeno líquido, pero requiere enormes costos económicos y técnicos y un cumplimiento estricto de las normas de seguridad marítima y los convenios internacionales.
3. ¿Es difícil producir hidrógeno líquido?
Es más difícil de producir y la dificultad radica en los siguientes puntos:
La temperatura de enfriamiento es baja, la capacidad de enfriamiento es grande y el consumo de energía de la unidad es alto;
La orto-paraconversión de hidrógeno hace que el trabajo requerido para licuar el hidrógeno sea mucho mayor que el del metano, nitrógeno, helio y otros gases, y el calor de orto-paraconversión representa aproximadamente el 16% de su trabajo de licuefacción ideal;
El rápido cambio de calor específico hace que la velocidad del sonido del hidrógeno aumente rápidamente con el aumento de la temperatura. Esta alta velocidad del sonido hace que el rotor del expansor de hidrógeno soporte una gran tensión, dificultando mucho el diseño y la fabricación del expansor;
A la temperatura del hidrógeno líquido, otras impurezas del gas, excepto el helio, se han solidificado (especialmente el oxígeno sólido), lo que puede bloquear la tubería y provocar una explosión.
4. ¿Cuáles son las industrias de aplicaciones del hidrógeno líquido?
Donde se necesita hidrógeno, como en los departamentos aeroespacial, de aviación, de transporte, de electrónica, de metalurgia, de industria química, de alimentos, de vidrio e incluso en departamentos de combustibles civiles, se puede utilizar hidrógeno líquido. En términos de medicina del hidrógeno, el hidrógeno líquido médico puede proporcionar hidrógeno para máquinas de agua ricas en hidrógeno, vasos de agua ricos en hidrógeno y dispositivos de absorción de hidrógeno en lugares grandes. En la actualidad, el campo del hidrógeno líquido más utilizado en mi país es el aeroespacial.
El valor del hidrógeno líquido en el campo del almacenamiento de hidrógeno se manifiesta principalmente en los siguientes aspectos. En primer lugar, el hidrógeno líquido requiere un volumen menor que el hidrógeno gaseoso ordinario, lo que puede reducir en gran medida los lugares de almacenamiento y los costos de transporte. En segundo lugar, el hidrógeno líquido tiene una calidad más pura, a diferencia del hidrógeno gaseoso, que producirá impurezas como oxígeno y nitrógeno, que afectarán el efecto de uso final. El desarrollo del hidrógeno líquido en el campo del almacenamiento y transporte de hidrógeno también favorece la mejora de la industrialización del hidrógeno y la ampliación del rango de aplicación de la energía del hidrógeno en muchos campos.
