miten nestemäistä vetyä syntyy?
1. Miten on tuotettu nestemäinen vety?
Vedyn tuotanto vesikaasumenetelmällä
Käytä antrasiittia tai koksia raaka-aineena reagoimaan vesihöyryn kanssa korkeassa lämpötilassa vesikaasun saamiseksi (C+H2O→CO+H2—lämpö). Puhdistuksen jälkeen se johdetaan vesihöyryä sisältävän katalyytin läpi CO:n muuntamiseksi CO2:ksi (CO+H2O →CO2+H2), jolloin saadaan kaasua, jonka vetypitoisuus on yli 80 %, ja sitten se puristetaan veteen hiilidioksidin liuottamiseksi ja sitten poistetaan jäljellä oleva CO kupariformiaattia (tai ammoniakkia sisältävää kupari-asetaattia) sisältävän liuoksen läpi. on suuri teho ja enemmän laitteita. Tätä menetelmää käytetään usein ammoniakin synteesilaitoksissa. Jotkut myös syntetisoivat metanolia CO:sta ja H2:sta, ja muutamat paikat käyttävät vähemmän puhdasta vetyä 80 % vetyä. Kaasua käytetään keinotekoisena nestemäisenä polttoaineena. Tätä menetelmää käytetään usein Beijing Chemical Experimental Plantissa ja pienissä typpilannoitetehtaissa monissa paikoissa.
Vedyn tuotanto synteettisestä kaasusta ja maakaasun tuotanto maaöljyn lämpökrakkauksesta
Raakaöljyn lämpökrakkauksen sivutuote tuottaa suuren määrän vetyä, jota käytetään usein bensiinin hydrauksessa, petrokemian ja lannoitetehtaiden tarvitsemaa vetyä. Tämä vedyn tuotantomenetelmä on käytössä monissa maailman maissa. Bohain öljykentän tehtaat, petrokemian emäkset jne. käyttävät kaikki tätä menetelmää vedyn tuottamiseen.
Koksiuunikaasulla jäähdytetyn vedyn tuotanto
Jäädytä ja paineista alustavasti uutettu koksiuunikaasu nesteyttämään muut kaasut ja jättämään vetyä. Tätä menetelmää käytetään muutamissa paikoissa.
Suolaveden elektrolyysin vetysivutuote
Kloori-alkaliteollisuudessa tuotetaan suuri määrä puhdasta vetyä, jota käytetään kloorivetyhapon synteesiin, ja se voidaan myös puhdistaa tuottamaan tavallista vetyä tai puhdasta vetyä. Esimerkiksi toisessa kemiantehtaassa käytetty vety on elektrolyyttisen suolaveden sivutuote.
Panimoteollisuuden sivutuotteet
Kun maissia käytetään asetonin ja butanolin fermentoimiseen, yli 1/3 fermentorin jätekaasun vedystä voi tuottaa tavallista vetyä (yli 97 %) toistuvan puhdistuksen jälkeen, ja tavallinen vety voidaan jäähdyttää alle -100 °C:een nestemäisellä typellä Silikageeliputkessa epäpuhtaudet (kuten pieni määrä vetyä voidaan poistaa (puhdistamaan) enemmän kuin N2 99,99 %). Esimerkiksi Beijing Brewery tuottaa tätä sivutuotteena vetyä, jota käytetään kvartsituotteiden polttamiseen ja ulkoisiin yksiköihin.
2. Miten on nestemäinen vety kuljetetaan ja mitkä ovat kuljetustavat
Tällä hetkellä nestemäisen vedyn kuljetusmenetelmiä ovat pääasiassa seuraavat:
Ensimmäinen on säiliöautojen toimitus. Tämä menetelmä käyttää erityisesti suunniteltuja säiliöautoja nestemäisen vedyn siirtämiseen valmistajalta käyttäjän tehtaalle tai asemalle. Säiliöautot on yleensä suunniteltu monikerroksisilla eristetyillä kuorilla, jotta nestemäisen vedyn lämpötila ja paine pysyvät vakaana kuljetuksen aikana. Tämä menetelmä vaatii kuitenkin paljon kustannuksia säiliöaluksen rakentamiseen ja on alttiina tekijöille, kuten liikenneonnettomuuksille ja etäisyysrajoituksille.
Toinen on putkitoimitus. Tämä lähestymistapa perustuu valtavaan nestemäisen vedyn jakeluputkijärjestelmään. Tuotantolaitos ruiskuttaa nestemäistä vetyä putkistojärjestelmään ja kuljetetaan sitten maanalaisia putkia pitkin käyttäjän tehtaalle tai vetyn tankkausasemalle. Putkikuljetus on taloudellinen, tehokas ja turvallinen tapa vastata suurten vetymäärien korkean intensiteetin kuljetukseen. Mutta samalla putkikuljetukset edellyttävät laajamittaisen infrastruktuurin rakentamista, ja siihen liittyy tiettyjä riskejä, joten sen turvallisuuden takaamiseksi tarvitaan tiukkaa hallinta- ja kunnossapitotyötä.
Kolmas on laivakuljetus. Nestemäistä vetyä voidaan kuljettaa myös meritse eri puolille maailmaa. Nestemäisen vedyn alhaisesta tiheydestä johtuen laivakuljetukset vaativat erityisiä varastointi- ja kuljetustiloja ja tekniikoita, joilla varmistetaan aluksen vakaus ja nestemäisen vedyn turvallisuus. Laivakuljetukset voivat täyttää suuren nestemäärän nestemäisen vedyn pitkän matkan kuljetustarpeet, mutta se vaatii valtavia taloudellisia ja teknisiä kustannuksia sekä meriturvallisuusmääräysten ja kansainvälisten sopimusten tiukkaa noudattamista.
3. Onko nestemäistä vetyä vaikea tuottaa?
Sitä on vaikeampi tuottaa, ja vaikeus piilee seuraavista kohdista:
Jäähdytyslämpötila on alhainen, jäähdytyskapasiteetti on suuri ja yksikön energiankulutus on korkea;
Vedyn orto-parakonversio tekee vedyn nesteyttämiseen tarvittavasta työstä paljon suuremman kuin metaanin, typen, heliumin ja muiden kaasujen, ja orto-parakonversiolämmön osuus sen ihanteellisesta nesteytystyöstä on noin 16 %;
Ominaislämmön nopea muutos saa vedyn äänennopeuden kasvamaan nopeasti lämpötilan noustessa. Tämä suuri äänennopeus saa vetylaajentimen roottorin kantamaan suurta rasitusta, mikä tekee laajentimen suunnittelusta ja valmistamisesta erittäin vaikeaa;
Nestemäisen vedyn lämpötilassa muut kaasuepäpuhtaudet heliumia lukuun ottamatta ovat jähmettyneet (erityisesti kiinteä happi), mikä voi tukkia putkilinjan ja aiheuttaa räjähdyksen.
4. Mitkä ovat nestemäisen vedyn sovellusteollisuudet?
Nestemäistä vetyä voidaan käyttää siellä, missä vetyä tarvitaan, kuten ilmailu-, ilmailu-, kuljetus-, elektroniikka-, metallurgia-, kemian-, elintarvike-, lasi- ja jopa siviilipolttoaineosastoilla. Vetylääketieteen kannalta lääketieteellinen nestemäinen vety voi tarjota vetyä vetypitoisiin vesikoneisiin, vetypitoisiin vesikuppeihin ja vedyn absorptiolaitteisiin suurissa paikoissa. Tällä hetkellä kotimaassani eniten käytetty nestemäisen vedyn ala on ilmailu.
Nestemäisen vedyn arvo vedyn varastoinnin alalla ilmenee pääasiassa seuraavista näkökohdista. Ensinnäkin nestemäinen vety vaatii pienemmän tilavuuden kuin tavallinen kaasumainen vety, mikä voi merkittävästi vähentää varastointipaikkoja ja kuljetuskustannuksia. Toiseksi nestemäinen vety on laadultaan puhtaampaa, toisin kuin kaasumainen vety, joka tuottaa epäpuhtauksia, kuten happea ja typpeä, jotka vaikuttavat loppukäyttöön. Nestemäisen vedyn kehitys vedyn varastoinnin ja kuljetuksen alalla edistää myös vedyn teollistumista ja vetyenergian sovellusalueen laajentamista monilla aloilla.
