hogyan keletkezik a folyékony hidrogén?
1. Hogy van folyékony hidrogén keletkezik?
Hidrogén előállítás vízgáz módszerrel
Használjon antracitot vagy kokszot nyersanyagként, hogy magas hőmérsékleten reagáljon vízgőzzel, hogy vízgázt kapjon (C+H2O→CO+H2-hő). Tisztítás után vízgőzzel katalizátoron vezetik át a CO-t CO2-dá alakítva (CO+H2O →CO2+H2), így 80%-nál nagyobb hidrogéntartalmú gázt kapnak, majd vízbe préselik a CO2 feloldásához, majd a maradék CO-t réz-formiátot (vagy ammóniát tartalmazó réz-acetátot) tartalmazó oldaton keresztül eltávolítják. nagy teljesítményű és több felszereléssel rendelkezik. Ezt a módszert gyakran használják ammóniaszintézis-üzemekben. Vannak, akik metanolt is szintetizálnak CO-ból és H2-ből, és néhány helyen kevésbé tiszta hidrogént használnak 80%-os hidrogénnel. A gázt mesterséges folyékony üzemanyagként használják. Ezt a módszert gyakran alkalmazzák a Pekingi Kísérleti Üzemben és a kis nitrogénműtrágya üzemekben sok helyen.
Hidrogén előállítás szintetikus gázból és földgáz kőolaj termikus krakkolásából
A kőolaj termikus krakkolásának mellékterméke nagy mennyiségű hidrogént termel, amelyet gyakran használnak benzin hidrogénezésére, a petrolkémiai és műtrágyagyárak által igényelt hidrogént. A hidrogén előállításának ezt a módszerét a világ számos országában alkalmazzák. A bohai olajmező üzemei, petrolkémiai bázisai stb. mind ezt a módszert használják hidrogén előállítására.
Koksz kemence gáz hűtött hidrogén gyártás
Fagyassza le és helyezze nyomás alá az előzetesen kivont kokszolókemence-gázt, hogy más gázokat cseppfolyósítson és hidrogén maradjon. Ezt a módszert néhány helyen alkalmazzák.
A sós víz elektrolízisének hidrogén mellékterméke
A klóralkáli iparban nagy mennyiségű tiszta hidrogént állítanak elő, amelyet sósav szintézisére használnak fel, és tisztításával is közönséges hidrogént vagy tiszta hidrogént állítanak elő. Például a második vegyi üzemben használt hidrogén az elektrolitikus sóoldat mellékterméke.
A söripar melléktermékei
Ha a kukoricát aceton és butanol fermentálására használjuk, a fermentor füstgázában lévő hidrogén több mint 1/3-a ismételt tisztítás után normál hidrogént (97% felett) tud termelni, és a közönséges hidrogén folyékony nitrogénnel -100 °C alá hűthető. 99,99%). Például a Beijing Brewery állítja elő ezt a hidrogén mellékterméket, amelyet kvarctermékek égetéséhez és külső egységekhez használnak.
2. Hogy van folyékony hidrogén szállítják és melyek a szállítási módok
Jelenleg a folyékony hidrogén szállítási módjai elsősorban a következő típusokat foglalják magukban:
Az első a tartálykocsi szállítása. Ez a módszer speciálisan tervezett tartálykocsikat használ a folyékony hidrogén továbbítására a gyártótól a felhasználó gyárába vagy állomására. A tartálykocsikat általában többrétegű szigetelt héjjal tervezték, hogy a folyékony hidrogén hőmérsékletét és nyomását stabilan tartsák a szállítás során. Ez a módszer azonban sok költséget igényel a tartályhajó megépítéséhez, és érzékeny az olyan tényezőkre, mint a közlekedési balesetek és a távolságkorlátozások.
A második a csővezetékes szállítás. Ez a megközelítés egy hatalmas folyékony hidrogén szállító csőrendszeren alapul. A folyékony hidrogént a gyártóüzem fecskendezi be a csővezetékrendszerbe, majd földalatti csővezetékeken keresztül a felhasználó gyárába vagy hidrogéntöltő állomására szállítja. A csővezetékes szállítás gazdaságos, hatékony és biztonságos módja a nagy mennyiségű hidrogén nagy intenzitású szállításának. A vezetékes szállítás ugyanakkor nagyszabású infrastruktúra kiépítését igényli, és vannak bizonyos kockázatok is, ezért szigorú irányítási és karbantartási munkára van szükség a biztonsága érdekében.
A harmadik a hajószállítás. A folyékony hidrogén tengeri úton is szállítható a világ különböző régióiba. A folyékony hidrogén alacsony sűrűsége miatt a hajószállítás speciális tárolási és szállítási létesítményeket és technológiákat igényel, amelyek biztosítják a hajó stabilitását és a folyékony hidrogén biztonságát. A hajós szállítás nagy mennyiségű folyékony hidrogén nagy távolságú szállítási igényeit képes kielégíteni, de ehhez óriási gazdasági és műszaki költségek, valamint a tengeri biztonsági előírások és a nemzetközi egyezmények szigorú betartása szükséges.
3. Nehéz előállítani a folyékony hidrogént?
Nehezebb előállítani, és a nehézség a következő pontokban rejlik:
A hűtési hőmérséklet alacsony, a hűtési kapacitás nagy, és az egység energiafogyasztása magas;
A hidrogén orto-parakonverziója a hidrogén cseppfolyósításához szükséges munkát sokkal nagyobb mértékűvé teszi, mint a metáné, a nitrogéné, a héliumé és más gázoké, és az orto-parakonverziós hő az ideális cseppfolyósítási munka körülbelül 16%-át teszi ki;
A fajhő gyors változása miatt a hidrogén hangsebessége a hőmérséklet emelkedésével gyorsan megnő. Ez a nagy hangsebesség a hidrogén expander forgórészét nagy igénybevételnek teszi ki, ami nagyon megnehezíti az expander tervezését és gyártását;
A folyékony hidrogén hőmérsékletén a hélium kivételével egyéb gázszennyeződések megszilárdultak (különösen a szilárd oxigén), ami elzárhatja a csővezetéket és robbanást okozhat.
4. Melyek a folyékony hidrogén alkalmazási területei?
Ahol hidrogénre van szükség, mint például a repülőgépiparban, a légi közlekedésben, a közlekedésben, az elektronikában, a kohászatban, a vegyiparban, az élelmiszeriparban, az üvegiparban, sőt a polgári üzemanyag-részlegeknél is, ott folyékony hidrogén használható. A hidrogéngyógyászat szempontjából az orvosi folyékony hidrogén nagy helyeken képes hidrogént biztosítani a hidrogénben gazdag vizes gépekhez, hidrogénben gazdag vizescsészékhez, hidrogénelnyelő eszközökhöz. Hazámban jelenleg a folyékony hidrogén legszélesebb körben használt területe az űrrepülés.
A folyékony hidrogén értéke a hidrogéntárolás területén elsősorban a következő szempontokban nyilvánul meg. Először is, a folyékony hidrogén kisebb térfogatot igényel, mint a közönséges gáznemű hidrogén, ami nagymértékben csökkentheti a tárolási helyeket és a szállítási költségeket. Másodszor, a folyékony hidrogén minősége tisztább, ellentétben a gáznemű hidrogénnel, amely szennyeződéseket, például oxigént és nitrogént termel, ami befolyásolja a végső felhasználási hatást. A folyékony hidrogén fejlesztése a hidrogén tárolása és szállítása terén szintén kedvez a hidrogén iparosodásának javításának és a hidrogénenergia felhasználási körének számos területen történő bővítésének.
