kuidas tekib vedel vesinik?
1. Kuidas on toodetud vedel vesinik?
Vesiniku tootmine vesigaasi meetodil
Kasutage toormaterjalina antratsiiti või koksi, et reageerida kõrgel temperatuuril veeauruga, et saada vesigaas (C+H2O→CO+H2—soojus). Pärast puhastamist juhitakse see läbi veeauruga katalüsaatori, et muuta CO CO2-ks (CO+H2O →CO2+H2), et saada gaas, mille vesinikusisaldus on üle 80%, ja seejärel suruda see vette CO2 lahustamiseks ja seejärel eemaldada ülejäänud CO läbi vaskformiaati (või ammoniaaki sisaldavat vasatsetaati) sisaldava lahuse kaudu. väljund ja rohkem seadmeid. Seda meetodit kasutatakse sageli ammoniaagi sünteesi tehastes. Mõned sünteesivad ka metanooli CO-st ja H2-st ning mõnes kohas kasutatakse vähem puhast vesinikku 80% vesinikuga. Gaasi kasutatakse kunstlikuks vedelkütuseks. Seda meetodit kasutatakse sageli Pekingi keemiakatsetehases ja väikestes lämmastikväetise tehastes paljudes kohtades.
Vesiniku tootmine sünteetilisest gaasist ja maagaasi tootmine nafta termilise krakkimise teel
Nafta termilise krakkimise kõrvalsaadus tekitab suures koguses vesinikku, mida kasutatakse sageli bensiini hüdrogeenimisel, vesinikku, mida vajavad naftakeemia- ja väetisetehased. Seda vesiniku tootmise meetodit kasutatakse paljudes maailma riikides. Tehased, Bohai naftavälja naftakeemiabaasid jne kasutavad seda meetodit vesiniku tootmiseks.
Koksiahjugaasiga jahutatud vesiniku tootmine
Eelnevalt ekstraheeritud koksiahjugaas külmutada ja survestada, et muud gaasid veeldada ja vesinik jätta. Seda meetodit kasutatakse mõnes kohas.
Vesinik soolase vee elektrolüüsi kõrvalsaadus
Kloorleelisetööstuses toodetakse suures koguses puhast vesinikku, mida kasutatakse vesinikkloriidhappe sünteesiks, samuti saab seda puhastada tavalise vesiniku või puhta vesiniku saamiseks. Näiteks teises keemiatehases kasutatav vesinik on elektrolüütilise soolvee kõrvalsaadus.
Õlletööstuse kõrvalsaadused
Kui maisi kasutatakse atsetooni ja butanooli kääritamiseks, võib rohkem kui 1/3 fermentaatori heitgaasis olevast vesinikust pärast korduvat puhastamist toota tavalist vesinikku (üle 97%) ja tavalise vesiniku saab jahutada vedela lämmastiku abil alla -100 °C. Silikageeli torus võivad lisandid (nt väike kogus vesinikku toota rohkem N2) kui puhastada. 99,99%). Näiteks Pekingi õlletehas toodab seda kõrvalsaadust vesinikku, mida kasutatakse kvartstoodete põletamiseks ja välisseadmete jaoks.
2. Kuidas on vedel vesinik transporditakse ja millised on transpordiliigid
Praegu hõlmavad vedela vesiniku transpordimeetodid peamiselt järgmist tüüpi:
Esimene on paakauto tarnimine. See meetod kasutab vedela vesiniku ülekandmiseks tootjalt kasutaja tehasesse või jaama spetsiaalselt projekteeritud paakautosid. Paakautod on tavaliselt konstrueeritud mitmekihiliste isoleeritud kestadega, et hoida vedela vesiniku temperatuuri ja rõhku transportimise ajal stabiilsena. See meetod nõuab aga tankeri ehitamiseks suuri kulutusi ja on haavatav selliste tegurite suhtes nagu liiklusõnnetused ja vahemaapiirangud.
Teine on torujuhtme tarnimine. See lähenemisviis põhineb tohutul vedela vesiniku tarnetorustiku süsteemil. Tootmisettevõte juhib vedelat vesinikku torujuhtmesüsteemi ja transporditakse seejärel maa-aluste torustike kaudu kasutaja tehasesse või vesiniku tankimisjaama. Torutransport on ökonoomne, tõhus ja ohutu viis suure vesiniku suure intensiivsusega transportimiseks. Kuid samal ajal eeldab torutransport suuremahulise infrastruktuuri ehitamist ja sellega kaasnevad teatud riskid, mistõttu on selle ohutuse tagamiseks vaja ranget juhtimis- ja hooldustööd.
Kolmas on laevatransport. Vedelat vesinikku saab transportida ka meritsi erinevatesse maailma piirkondadesse. Vedela vesiniku madala tiheduse tõttu vajab laevatransport spetsiaalseid ladustamis- ja transpordirajatisi ning tehnoloogiaid, et tagada laeva stabiilsus ja vedela vesiniku ohutus. Laevavedu võib rahuldada suure hulga vedela vesiniku pikamaatranspordi vajadusi, kuid see nõuab suuri majanduslikke ja tehnilisi kulusid ning meresõiduohutuse eeskirjade ja rahvusvaheliste konventsioonide ranget järgimist.
3. Kas vedelat vesinikku on raske toota?
Seda on keerulisem toota ja raskus seisneb järgmistes punktides:
Jahutustemperatuur on madal, jahutusvõimsus on suur ja seadme energiatarve on suur;
Vesiniku ortoparakonversioon muudab vesiniku veeldamiseks vajaliku töö palju suuremaks kui metaani, lämmastiku, heeliumi ja muude gaaside töö ning ortoparakonversiooni soojus moodustab umbes 16% selle ideaalsest veeldamistööst;
Erisoojuse kiire muutus põhjustab vesiniku helikiiruse kiiret suurenemist koos temperatuuri tõusuga. See kõrge helikiirus muudab vesinikupaisutaja rootori tugevaks pingeks, muutes ekspanderi projekteerimise ja valmistamise väga keeruliseks;
Vedela vesiniku temperatuuril on muud gaasilisandid peale heeliumi tahkestunud (eriti tahke hapnik), mis võib torujuhtme ummistada ja põhjustada plahvatuse.
4. Millised on vedela vesiniku rakendusvaldkonnad?
Vedelat vesinikku saab kasutada seal, kus on vaja vesinikku, näiteks kosmose-, lennundus-, transpordi-, elektroonika-, metallurgia-, keemiatööstuse-, toidu-, klaasi- ja isegi tsiviilkütuste osakondades. Vesinikmeditsiinis võib meditsiiniline vedel vesinik pakkuda vesinikku vesinikurikaste veemasinate, vesinikurikaste veetopside ja vesiniku neeldumisseadmete jaoks suurtes kohtades. Praegu on minu riigis kõige laialdasemalt kasutatav vedela vesiniku valdkond lennundus.
Vedela vesiniku väärtus vesiniku salvestamise valdkonnas avaldub peamiselt järgmistes aspektides. Esiteks vajab vedel vesinik tavalisest gaasilisest vesinikust väiksemat mahtu, mis võib oluliselt vähendada ladustamiskohti ja transpordikulusid. Teiseks on vedel vesinik oma kvaliteediga puhtam, erinevalt gaasilisest vesinikust, mis tekitab lisandeid, nagu hapnik ja lämmastik, mis mõjutab lõppkasutuse mõju. Vedela vesiniku areng vesiniku ladustamise ja transpordi valdkonnas soodustab ka vesiniku industrialiseerimise parandamist ja vesinikuenergia kasutusala laiendamist paljudes valdkondades.
