როგორ იწარმოება თხევადი წყალბადი?
1. როგორ არის წარმოებული თხევადი წყალბადი?
წყალბადის წარმოება წყლის გაზის მეთოდით
გამოიყენეთ ანტრაციტი ან კოქსი, როგორც ნედლეული, წყლის ორთქლთან რეაგირებისთვის მაღალ ტემპერატურაზე წყლის გაზის მისაღებად (C+H2O→CO+H2 — სითბო). გაწმენდის შემდეგ, მას გადააქვთ კატალიზატორი წყლის ორთქლით, რათა CO2-ად გარდაიქმნას (CO+H2O →CO2+H2), რომ მიიღოთ გაზი 80%-ზე მეტი წყალბადის შემცველობით, შემდეგ დააწექით წყალში, რათა CO2 დაითხოვოს, შემდეგ კი დარჩენილი CO ამოიღონ ხსნარის მეშვეობით, რომელიც შეიცავს სპილენძის ფორმატს (ან სპილენძის აცეტატს, რომელიც შეიცავს ამონის პროდუქციული ჰიდროგენის უფრო დაბალი მეთოდით). წყალბადის და აქვს დიდი გამომავალი და მეტი აღჭურვილობა. ეს მეთოდი ხშირად გამოიყენება ამიაკის სინთეზის მცენარეებში. ზოგიერთი ასევე ასინთეზირებს მეთანოლს CO-დან და H2-დან, რამდენიმე ადგილას კი ნაკლები სუფთა წყალბადი გამოიყენება 80% წყალბადით. გაზი გამოიყენება ხელოვნური თხევადი საწვავისთვის. ეს მეთოდი ხშირად გამოიყენება პეკინის ქიმიურ ექსპერიმენტულ ქარხანაში და აზოტოვანი სასუქის მცირე ქარხნებში ბევრგან.
წყალბადის წარმოება სინთეზური გაზიდან და ბუნებრივი აირი ნავთობის თერმული კრეკიდან
ნავთობის თერმული კრეკინგის ქვეპროდუქტი წარმოქმნის დიდი რაოდენობით წყალბადს, რომელსაც ხშირად იყენებენ ბენზინის ჰიდროგენიზაციისას, წყალბადის, რომელიც საჭიროა ნავთობქიმიური და სასუქის ქარხნების მიერ. წყალბადის წარმოების ეს მეთოდი მიღებულია მსოფლიოს მრავალ ქვეყანაში. მცენარეები, ნავთობქიმიური ბაზები ბოჰაის ნავთობის საბადოში და ა.შ. ყველა იყენებს ამ მეთოდს წყალბადის წარმოებისთვის.
კოქსის ღუმელი გაზის მაცივრით წყალბადის წარმოება
გაყინეთ და დააწექით კოქსის ღუმელის გაზი, რომელიც წინასწარ იქნა მოპოვებული სხვა აირების გასათხევადებლად და წყალბადის დასატოვებლად. ეს მეთოდი გამოიყენება რამდენიმე ადგილას.
მარილიანი წყლის ელექტროლიზის წყალბადის ქვეპროდუქტი
ქლორ-ტუტე მრეწველობაში იწარმოება დიდი რაოდენობით სუფთა წყალბადი, რომელიც გამოიყენება მარილმჟავას სინთეზისთვის, ასევე შესაძლებელია მისი გაწმენდა ჩვეულებრივი წყალბადის ან სუფთა წყალბადის წარმოებისთვის. მაგალითად, მეორე ქიმიურ ქარხანაში გამოყენებული წყალბადი არის ელექტროლიტური მარილწყლის გვერდითი პროდუქტი.
ლუდის მრეწველობის ქვეპროდუქტები
როდესაც სიმინდი გამოიყენება აცეტონისა და ბუტანოლის დასადუღებლად, დუღილის ნარჩენ აირში არსებული წყალბადის 1/3-ზე მეტს შეუძლია გამოიმუშაოს ჩვეულებრივი წყალბადი (97%-ზე მეტი) განმეორებითი გაწმენდის შემდეგ, ხოლო ჩვეულებრივი წყალბადი შეიძლება გაცივდეს -100°C-მდე თხევადი აზოტით. 99,99%). მაგალითად, პეკინის ლუდსახარში აწარმოებს ამ ქვეპროდუქტ წყალბადს, რომელიც გამოიყენება კვარცის პროდუქტების დასაწვავად და გარე დანაყოფებისთვის.
2. როგორ არის თხევადი წყალბადი ტრანსპორტირება და როგორია ტრანსპორტის გზები
დღეისათვის თხევადი წყალბადის ტრანსპორტირების მეთოდები ძირითადად მოიცავს შემდეგ ტიპებს:
პირველი არის სატვირთო მანქანების მიწოდება. ეს მეთოდი იყენებს სპეციალურად შემუშავებულ სატვირთო მანქანებს მწარმოებლიდან თხევადი წყალბადის გადასატანად მომხმარებლის ქარხანაში ან სადგურში. სატვირთო მანქანები, როგორც წესი, შექმნილია მრავალშრიანი იზოლირებული ჭურვებით, რათა შეინარჩუნონ თხევადი წყალბადის ტემპერატურა და წნევა ტრანსპორტირების დროს. თუმცა, ეს მეთოდი დიდ ხარჯებს მოითხოვს ტანკერის ასაშენებლად და დაუცველია ისეთი ფაქტორების მიმართ, როგორიცაა საგზაო შემთხვევები და მანძილის შეზღუდვა.
მეორე არის მილსადენის მიწოდება. ეს მიდგომა ეფუძნება თხევადი წყალბადის მიწოდების უზარმაზარ სისტემას. თხევადი წყალბადი შეჰყავთ მილსადენის სისტემაში საწარმოო ქარხნის მიერ და შემდეგ ტრანსპორტირება ხდება მომხმარებლის ქარხანაში ან წყალბადის საწვავის სადგურში მიწისქვეშა მილსადენებით. მილსადენის ტრანსპორტირება არის ეკონომიური, ეფექტური და უსაფრთხო გზა წყალბადის დიდი რაოდენობით მაღალი ინტენსივობის ტრანსპორტირების დასაკმაყოფილებლად. მაგრამ ამავდროულად, მილსადენის ტრანსპორტირება მოითხოვს ფართომასშტაბიანი ინფრასტრუქტურის მშენებლობას და არსებობს გარკვეული რისკები, ამიტომ მკაცრი მენეჯმენტი და ტექნიკური სამუშაოებია საჭირო მისი უსაფრთხოების უზრუნველსაყოფად.
მესამე არის გემების ტრანსპორტირება. თხევადი წყალბადის ტრანსპორტირება შესაძლებელია საზღვაო გზით მსოფლიოს სხვადასხვა რეგიონში. თხევადი წყალბადის დაბალი სიმკვრივის გამო, გემების ტრანსპორტირებას სჭირდება სპეციალური შენახვისა და ტრანსპორტირების საშუალებები და ტექნოლოგიები გემის სტაბილურობისა და თხევადი წყალბადის უსაფრთხოების უზრუნველსაყოფად. გემების ტრანსპორტირებას შეუძლია დააკმაყოფილოს დიდი რაოდენობით თხევადი წყალბადის შორ მანძილზე ტრანსპორტირების საჭიროებები, მაგრამ ეს მოითხოვს უზარმაზარ ეკონომიკურ და ტექნიკურ ხარჯებს და საზღვაო უსაფრთხოების რეგულაციებისა და საერთაშორისო კონვენციების მკაცრ დაცვას.
3. რთულია თუ არა თხევადი წყალბადის გამომუშავება?
მისი წარმოება უფრო რთულია და სირთულე მდგომარეობს შემდეგ პუნქტებში:
გაგრილების ტემპერატურა დაბალია, გაგრილების სიმძლავრე დიდია და ერთეულის ენერგიის მოხმარება მაღალია;
წყალბადის ორთო-პარაკონვერტაცია წყალბადის გათხევადებისთვის საჭირო სამუშაოს გაცილებით მეტს ხდის, ვიდრე მეთანის, აზოტის, ჰელიუმის და სხვა აირების, და ორთო-პარაკონვერტაციის სითბო შეადგენს მისი იდეალური გათხევადების მუშაობის დაახლოებით 16%-ს;
სპეციფიკური სითბოს სწრაფი ცვლილება იწვევს წყალბადის ხმის სიჩქარის სწრაფ ზრდას ტემპერატურის მატებასთან ერთად. ხმის ეს მაღალი სიჩქარე აიძულებს წყალბადის ექსპანდერის როტორს მაღალი სტრესის ატანა, რაც ძალიან ართულებს ექსპანდერის დიზაინს და დამზადებას;
თხევადი წყალბადის ტემპერატურაზე, ჰელიუმის გარდა სხვა აირის მინარევები გამაგრდა (განსაკუთრებით მყარი ჟანგბადი), რამაც შეიძლება დაბლოკოს მილსადენი და გამოიწვიოს აფეთქება.
4. რა არის თხევადი წყალბადის გამოყენების ინდუსტრიები?
სადაც საჭიროა წყალბადი, როგორიცაა აერონავტიკა, ავიაცია, ტრანსპორტი, ელექტრონიკა, მეტალურგია, ქიმიური მრეწველობა, საკვები, მინა და სამოქალაქო საწვავის განყოფილებები, თხევადი წყალბადის გამოყენება შეიძლება. წყალბადის მედიცინის თვალსაზრისით, სამედიცინო თხევად წყალბადს შეუძლია წყალბადის მიწოდება წყალბადით მდიდარი წყლის მანქანებისთვის, წყალბადით მდიდარი წყლის ჭიქებისთვის და წყალბადის შთანთქმის მოწყობილობებისთვის დიდ ადგილებში. დღეისათვის ჩემს ქვეყანაში თხევადი წყალბადის ყველაზე ფართოდ გამოყენებული სფეროა აერონავტიკა.
თხევადი წყალბადის ღირებულება წყალბადის შენახვის სფეროში ძირითადად გამოიხატება შემდეგ ასპექტებში. უპირველეს ყოვლისა, თხევადი წყალბადი მოითხოვს უფრო მცირე მოცულობას, ვიდრე ჩვეულებრივი აირისებრი წყალბადი, რამაც შეიძლება მნიშვნელოვნად შეამციროს შენახვის ადგილები და ტრანსპორტირების ხარჯები. მეორეც, თხევადი წყალბადი უფრო სუფთაა ხარისხით, განსხვავებით აირისებრი წყალბადისგან, რომელიც წარმოქმნის მინარევებს, როგორიცაა ჟანგბადი და აზოტი, რაც გავლენას მოახდენს გამოყენების საბოლოო ეფექტზე. თხევადი წყალბადის განვითარება წყალბადის შენახვისა და ტრანსპორტირების სფეროში ასევე ხელს უწყობს წყალბადის ინდუსტრიალიზაციის გაუმჯობესებას და წყალბადის ენერგიის გამოყენების დიაპაზონის გაფართოებას მრავალ სფეროში.
