ինչպե՞ս է արտադրվում հեղուկ ջրածինը:
1. Ինչպես է արտադրված հեղուկ ջրածին?
Ջրածնի արտադրությունը ջրային գազի մեթոդով
Օգտագործեք անտրացիտը կամ կոքսը՝ որպես հումք՝ բարձր ջերմաստիճանում ջրի գոլորշու հետ փոխազդելու համար՝ ջրի գազ ստանալու համար (C+H2O→CO+H2 — ջերմություն): Մաքրումից հետո այն անցնում է ջրային գոլորշիով կատալիզատորի միջով՝ CO2-ի (CO+H2O →CO2+H2) վերածելու համար՝ ստանալով ավելի քան 80% ջրածնի պարունակությամբ գազ, այնուհետև սեղմում են ջրի մեջ՝ CO2-ը լուծարելու համար, այնուհետև հեռացնում են CO2-ը լուծարելու համար, և այնուհետև հեռացնում են CO2-ը պարունակող լուծույթի միջոցով, որը պարունակում է պղնձի ձևաչափ (կամ պղնձի հիդրոգեն ացետատ, որը պարունակում է ամոնի ցածր արժեքով ացետատ): ջրածին եւ ունի մեծ արդյունք և ավելի շատ սարքավորումներ: Այս մեթոդը հաճախ օգտագործվում է ամոնիակի սինթեզի գործարաններում: Ոմանք նաև սինթեզում են մեթանոլ CO-ից և H2-ից, և մի քանի վայրերում օգտագործվում է ավելի քիչ մաքուր ջրածին 80% ջրածնի հետ: Գազն օգտագործվում է արհեստական հեղուկ վառելիքի համար: Այս մեթոդը հաճախ օգտագործվում է Պեկինի քիմիական փորձարարական գործարանում և շատ վայրերում ազոտային պարարտանյութերի փոքր գործարաններում:
Ջրածնի արտադրությունը սինթետիկ գազից և բնական գազը՝ նավթի ջերմային ճեղքումից
Նավթի ջերմային ճեղքման կողմնակի արտադրանքը արտադրում է մեծ քանակությամբ ջրածին, որը հաճախ օգտագործվում է բենզինի ջրածնի, ջրածնի, որը պահանջվում է նավթաքիմիական և պարարտանյութերի գործարաններում: Ջրածնի արտադրության այս մեթոդը ընդունված է աշխարհի շատ երկրներում։ Գործարանները, նավթաքիմիական բազաները Բոհայի նավթահանքում և այլն, բոլորն օգտագործում են այս մեթոդը ջրածնի արտադրության համար:
Coke Oven Gas սառնարանային ջրածնի արտադրություն
Սառեցրեք և ճնշեք կոքսի վառարանի գազը, որը նախապես արդյունահանվել է այլ գազերը հեղուկացնելու և ջրածին թողնելու համար: Այս մեթոդը կիրառվում է մի քանի վայրերում.
Աղի ջրի էլեկտրոլիզի ջրածնի ենթամթերք
Քլորալկալիների արդյունաբերության մեջ արտադրվում է մեծ քանակությամբ մաքուր ջրածին, որն օգտագործվում է աղաթթվի սինթեզի համար, ինչպես նաև կարող է զտվել սովորական ջրածին կամ մաքուր ջրածին արտադրելու համար։ Օրինակ, երկրորդ քիմիական գործարանում օգտագործվող ջրածինը էլեկտրոլիտիկ աղի կողմնակի արտադրանքն է:
Գարեջրագործության արդյունաբերության ենթամթերք
Երբ եգիպտացորենն օգտագործվում է ացետոնի և բութանոլի խմորման համար, ֆերմենտատորի թափոն գազի ջրածնի 1/3-ից ավելին կարող է արտադրել սովորական ջրածին (97%-ից բարձր) կրկնակի մաքրումից հետո, իսկ սովորական ջրածինը կարող է սառեցնել մինչև -100°C-ից ցածր հեղուկ ազոտով Սիլիկա գելի խողովակի մեջ կեղտաջրերը (ինչպես, օրինակ՝ փոքր քանակությամբ պ. 99,99%)։ Օրինակ, Beijing Brewery-ն արտադրում է այս ենթամթերքի ջրածինը, որն օգտագործվում է քվարցային արտադրանքի այրման և արտաքին ագրեգատների համար:
2. Ինչպես է հեղուկ ջրածին փոխադրվել և որո՞նք են տրանսպորտի տեսակները
Ներկայումս հեղուկ ջրածնի փոխադրման մեթոդները հիմնականում ներառում են հետևյալ տեսակները.
Առաջինը տանկերի առաքումն է: Այս մեթոդը օգտագործում է հատուկ նախագծված բեռնատարներ՝ հեղուկ ջրածինը արտադրողից օգտագործողի գործարան կամ կայան տեղափոխելու համար: Բեռնատարները սովորաբար նախագծված են բազմաշերտ մեկուսացված պատյաններով, որպեսզի փոխադրման ընթացքում հեղուկ ջրածնի ջերմաստիճանն ու ճնշումը կայուն պահեն: Այնուամենայնիվ, այս մեթոդը մեծ ծախսեր է պահանջում լցանավի կառուցման համար և խոցելի է այնպիսի գործոնների նկատմամբ, ինչպիսիք են ճանապարհատրանսպորտային պատահարները և հեռավորության սահմանափակումները:
Երկրորդը խողովակաշարի առաքումն է: Այս մոտեցումը հիմնված է հեղուկ ջրածնի մատակարարման հսկայական խողովակաշարային համակարգի վրա: Հեղուկ ջրածինը խողովակաշարի համակարգ է ներարկվում արտադրական գործարանի կողմից, այնուհետև ստորգետնյա խողովակաշարերով տեղափոխվում է օգտագործողի գործարան կամ ջրածնի լիցքավորման կայան: Խողովակաշարերի փոխադրումը խնայող, արդյունավետ և անվտանգ միջոց է մեծ քանակությամբ ջրածնի բարձր ինտենսիվ փոխադրումը բավարարելու համար: Բայց միևնույն ժամանակ խողովակաշարի փոխադրումը պահանջում է լայնածավալ ենթակառուցվածքի կառուցում, և կան որոշակի ռիսկեր, ուստի դրա անվտանգությունն ապահովելու համար խիստ կառավարման և պահպանման աշխատանքներ են պահանջվում։
Երրորդը նավափոխադրումն է։ Հեղուկ ջրածինը կարող է նաև ծովային ճանապարհով տեղափոխվել աշխարհի տարբեր շրջաններ: Հեղուկ ջրածնի ցածր խտության պատճառով նավի փոխադրումը պահանջում է հատուկ պահեստավորման և փոխադրման միջոցներ և տեխնոլոգիաներ՝ նավի կայունությունն ու հեղուկ ջրածնի անվտանգությունն ապահովելու համար: Նավերի փոխադրումը կարող է բավարարել մեծ քանակությամբ հեղուկ ջրածնի միջքաղաքային փոխադրման կարիքները, սակայն դա պահանջում է հսկայական տնտեսական և տեխնիկական ծախսեր և ծովային անվտանգության կանոնակարգերի և միջազգային կոնվենցիաների խիստ համապատասխանություն:
3. Դժվա՞ր է արտադրվում հեղուկ ջրածինը:
Այն ավելի դժվար է արտադրել, և դժվարությունը կայանում է հետևյալ կետերում.
Սառեցման ջերմաստիճանը ցածր է, հովացման հզորությունը մեծ է, իսկ միավորի էներգիայի սպառումը բարձր է.
Ջրածնի ortho-paraconversion-ը դարձնում է ջրածնի հեղուկացման համար պահանջվող աշխատանքը շատ ավելի մեծ, քան մեթանի, ազոտի, հելիումի և այլ գազերի աշխատանքը, իսկ օրթո-պարափոխակերպման ջերմությունը կազմում է դրա իդեալական հեղուկացման աշխատանքի մոտ 16%-ը.
Հատուկ ջերմության արագ փոփոխությունը հանգեցնում է նրան, որ ջրածնի ձայնի արագությունը ջերմաստիճանի բարձրացման հետ մեկտեղ արագորեն մեծանում է։ Ձայնի այս բարձր արագությունը ստիպում է ջրածնային ընդլայնիչի ռոտորը կրել բարձր լարվածություն, ինչը շատ դժվարացնում է էքսպանդերի նախագծումն ու արտադրությունը.
Հեղուկ ջրածնի ջերմաստիճանում, բացի հելիումից, այլ գազային կեղտերը պնդացել են (հատկապես պինդ թթվածինը), ինչը կարող է փակել խողովակաշարը և պայթյուն առաջացնել։
4. Որո՞նք են հեղուկ ջրածնի կիրառման ոլորտները:
Այնտեղ, որտեղ ջրածնի կարիք կա, ինչպիսիք են օդատիեզերական, ավիացիոն, տրանսպորտի, էլեկտրոնիկան, մետալուրգիան, քիմիական արդյունաբերությունը, սննդի, ապակու և նույնիսկ քաղաքացիական վառելիքի բաժինները, հեղուկ ջրածինը կարող է օգտագործվել: Ջրածնի բժշկության առումով բժշկական հեղուկ ջրածինը կարող է ջրածին ապահովել ջրածնով հարուստ ջրի մեքենաների, ջրածնով հարուստ ջրի գավաթների և ջրածնի կլանման սարքերի համար մեծ վայրերում: Ներկայում իմ երկրում հեղուկ ջրածնի ամենալայն կիրառվող ոլորտը օդատիեզերքն է։
Հեղուկ ջրածնի արժեքը ջրածնի պահպանման ոլորտում հիմնականում դրսևորվում է հետևյալ ասպեկտներով. Առաջին հերթին հեղուկ ջրածինը պահանջում է ավելի փոքր ծավալ, քան սովորական գազային ջրածինը, ինչը կարող է զգալիորեն նվազեցնել պահեստավորման վայրերը և փոխադրման ծախսերը: Երկրորդ, հեղուկ ջրածինը որակով ավելի մաքուր է, ի տարբերություն գազային ջրածնի, որը կարտադրի այնպիսի կեղտեր, ինչպիսիք են թթվածինը և ազոտը, ինչը կազդի վերջնական օգտագործման էֆեկտի վրա: Հեղուկ ջրածնի զարգացումը ջրածնի պահպանման և փոխադրման ոլորտում նույնպես նպաստում է ջրածնի արդյունաբերականացման բարելավմանը և շատ ոլորտներում ջրածնի էներգիայի կիրառման շրջանակի ընդլայնմանը:
