kako se proizvodi tekući vodik？
1. Kako je proizvedeni tekući vodik?
Proizvodnja vodika metodom vodenog plina
Koristite antracit ili koks kao sirovinu za reakciju s vodenom parom na visokoj temperaturi da dobijete vodeni plin (C+H2O→CO+H2—toplina). Nakon pročišćavanja, prolazi kroz katalizator s vodenom parom kako bi se CO pretvorio u CO2 (CO+H2O → CO2+H2) kako bi se dobio plin s udjelom 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 bakrov acetat koji sadrži amonijak) U usporedbi s čistim vodikom, ova metoda ima nižu cijenu proizvodnje vodika i ima veliku snagu i više opreme. Ova metoda se često koristi u postrojenjima za sintezu amonijaka. Neki također sintetiziraju metanol iz CO i H2, a nekoliko mjesta koristi manje čisti vodik s 80% vodika. Plin se koristi za umjetno tekuće gorivo. Ova se metoda često koristi u pekinškoj kemijskoj eksperimentalnoj tvornici i malim tvornicama dušičnih gnojiva na mnogim mjestima.
Proizvodnja vodika iz sintetskog plina i prirodnog plina iz toplinskog krekiranja nafte
Nusproizvod termičkog krekiranja nafte proizvodi veliku količinu vodika, koji se često koristi u hidrogenizaciji benzina, vodik potreban petrokemijskim postrojenjima i tvornicama gnojiva. Ovaj način proizvodnje vodika prihvaćen je u mnogim zemljama svijeta. Biljke, petrokemijske baze u naftnom polju Bohai itd. koriste ovu metodu za proizvodnju vodika.
Proizvodnja hlađenog vodika iz koksnih peći
Zamrznite i stlačite plin iz koksne peći koji je prethodno ekstrahiran kako biste ukapljili druge plinove i ostavili vodik. Ova metoda se koristi na nekoliko mjesta.
Vodik nusprodukt elektrolize slane vode
U kloralkalnoj industriji proizvodi se velika količina čistog vodika koji se koristi za sintezu klorovodične kiseline, a može se i pročišćavati za proizvodnju običnog vodika ili čistog vodika. Na primjer, vodik koji se koristi u drugoj kemijskoj tvornici nusproizvod je elektrolitičke slane vode.
Nusproizvodi pivarske industrije
Kada se kukuruz koristi za fermentaciju acetona i butanola, više od 1/3 vodika u otpadnom plinu fermentora može proizvesti obični vodik (iznad 97%) nakon ponovljenog pročišćavanja, a obični vodik može se ohladiti na ispod -100°C tekućim dušikom. U cijevi silikagela, nečistoće (kao što je mala količina N2) mogu se dalje ukloniti kako bi se proizveo čisti vodik (više od 99,99%). Na primjer, Beijing Brewery proizvodi ovaj nusproizvod vodik, koji se koristi za pečenje kvarcnih proizvoda i za vanjske jedinice.
2. Kako je tekući vodik prevozi i koji su načini transporta
Trenutno, metode transporta tekućeg vodika uglavnom uključuju sljedeće vrste:
Prvi je dostava cisternom. Ova metoda koristi posebno dizajnirane kamione cisterne za prijenos tekućeg vodika od proizvođača do korisnikove tvornice ili postaje. Kamioni cisterne obično su dizajnirani s višeslojnim izoliranim školjkama kako bi temperatura i tlak tekućeg vodika bili stabilni tijekom prijevoza. Međutim, ova metoda zahtijeva puno troškova za izgradnju tankera i osjetljiva je na čimbenike kao što su prometne nesreće i ograničenja udaljenosti.
Drugi je isporuka cjevovodom. Ovaj pristup temelji se na ogromnom sustavu cjevovoda za isporuku tekućeg vodika. Proizvodno postrojenje ubrizgava tekući vodik u sustav cjevovoda, a zatim ga podzemnim cjevovodima transportira do korisnikove tvornice ili stanice za punjenje vodikom. Cjevovodni transport je ekonomičan, učinkovit i siguran način da se zadovolji visokointenzivni transport velikih količina vodika. Ali u isto vrijeme, cjevovodni transport zahtijeva izgradnju velike infrastrukture, a postoje i određeni rizici, pa su potrebni strogi poslovi upravljanja i održavanja kako bi se osigurala njegova sigurnost.
Treći je brodski prijevoz. Tekući vodik također se može transportirati morem u razne regije diljem svijeta. Zbog niske gustoće tekućeg vodika, brodski prijevoz zahtijeva posebne skladišne i transportne objekte i tehnologije kako bi se osigurala stabilnost broda i sigurnost tekućeg vodika. Brodski prijevoz može zadovoljiti potrebe za transportom velike količine tekućeg vodika na velike udaljenosti, ali zahtijeva ogromne ekonomske i tehničke troškove, te strogo poštivanje pomorskih sigurnosnih propisa i međunarodnih konvencija.
3. Je li tekući vodik teško proizvesti?
Teže ga je proizvesti, a poteškoća leži u sljedećim točkama:
Temperatura hlađenja je niska, kapacitet hlađenja je velik, a potrošnja energije jedinice je velika;
Orto-parakonverzija vodika čini rad potreban za ukapljivanje vodika daleko većim od rada metana, dušika, helija i drugih plinova, a orto-parakonverzija topline čini oko 16% njegovog idealnog rada ukapljivanja;
Brza promjena specifične topline uzrokuje nagli porast brzine zvuka vodika 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 plinske nečistoće osim helija su očvrsnule (osobito kruti kisik), što može blokirati cjevovod i izazvati eksploziju.
4. Koje su industrije primjene tekućeg vodika?
Tamo gdje je vodik potreban, poput zrakoplovstva, zrakoplovstva, transporta, elektronike, metalurgije, kemijske industrije, hrane, stakla, pa čak i civilnih odjela za gorivo, može se koristiti tekući vodik. Što se tiče vodikove medicine, medicinski tekući vodik može osigurati vodik za strojeve za vodu bogate vodikom, vodene čaše bogate vodikom i uređaje za apsorpciju vodika na velikim mjestima. Trenutačno, najviše korišteno područje tekućeg vodika u mojoj zemlji je zrakoplovstvo.
Vrijednost tekućeg vodika u području skladištenja vodika uglavnom se očituje u sljedećim aspektima. Prije svega, tekući vodik zahtijeva manji volumen od običnog plinovitog vodika, što može uvelike smanjiti skladišna mjesta i troškove transporta. Drugo, tekući vodik je čišće kvalitete, za razliku od plinovitog vodika, koji će proizvoditi nečistoće poput kisika i dušika, što će utjecati na konačni učinak upotrebe. Razvoj tekućeg vodika u području skladištenja i transporta vodika također doprinosi poboljšanju industrijalizacije vodika i proširenju raspona primjene vodikove energije u mnogim područjima.
