kaip gaminamas skystas vandenilis?
1. Kaip yra pagamintas skystas vandenilis?
Vandenilio gamyba vandens dujų metodu
Kaip žaliavą naudokite antracitą arba koksą, kad reaguotumėte su vandens garais aukštoje temperatūroje ir gautumėte vandens dujas (C+H2O→CO+H2 – šiluma). Išvalius, jis praleidžiamas per katalizatorių su vandens garais, kad CO paverstų CO2 (CO+H2O →CO2+H2), kad gautųsi dujos, kuriose vandenilio kiekis didesnis nei 80 %, o po to įspaudžiamas į vandenį, kad ištirptų CO2, o likęs CO pašalinamas per tirpalą, kuriame yra vario formiato (arba vario acetato, kuriame yra amoniako). turi didelę našumą ir daugiau įrangos. Šis metodas dažnai naudojamas amoniako sintezės įrenginiuose. Kai kurie taip pat sintetina metanolį iš CO ir H2, o kai kuriose vietose naudojamas mažiau gryno vandenilio su 80% vandenilio. Dujos naudojamos dirbtiniam skystajam kurui. Šis metodas dažnai naudojamas Pekino chemijos eksperimentinėje gamykloje ir mažose azoto trąšų gamyklose daugelyje vietų.
Vandenilio gamyba iš sintetinių dujų ir gamtinių dujų iš terminio naftos krekingo
Naftos terminio krekingo šalutinis produktas gamina daug vandenilio, kuris dažnai naudojamas hidrinant benziną, vandenilį, kurio reikia naftos chemijos ir trąšų gamykloms. Šis vandenilio gamybos būdas priimtas daugelyje pasaulio šalių. Bohai naftos telkinio gamyklose, naftos chemijos bazėse ir kt. šis metodas naudojamas vandeniliui gaminti.
Kokso krosnies dujinis atšaldyto vandenilio gamyba
Preliminariai išgautas kokso krosnies dujas užšaldykite ir suslėgkite, kad suskystintumėte kitas dujas ir paliktumėte vandenilį. Šis metodas naudojamas keliose vietose.
Šalutinis druskos vandens elektrolizės produktas vandenilis
Chloro ir šarmų pramonėje gaminamas didelis kiekis gryno vandenilio, kuris naudojamas druskos rūgšties sintezei, o jį taip pat galima išgryninti, kad gautų paprastą vandenilį arba gryną vandenilį. Pavyzdžiui, antroje chemijos gamykloje naudojamas vandenilis yra elektrolitinio sūrymo šalutinis produktas.
Šalutiniai alaus pramonės produktai
Kai kukurūzai naudojami acetonui ir butanoliui fermentuoti, daugiau nei 1/3 fermentatoriaus išmetamosiose dujose esančio vandenilio po pakartotinio valymo gali gaminti įprastą vandenilį (daugiau kaip 97 %), o įprastą vandenilį skystu azotu galima atšaldyti iki žemiau -100 °C. 99,99%). Pavyzdžiui, Pekino alaus darykla gamina šį šalutinį produktą vandenilį, kuris naudojamas kvarco gaminiams kūrenti ir išoriniams įrenginiams.
2. Kaip yra skystas vandenilis vežami ir kokios yra transporto rūšys
Šiuo metu skysto vandenilio transportavimo būdai daugiausia apima šiuos tipus:
Pirmasis – autocisternų pristatymas. Šis metodas naudoja specialiai suprojektuotus sunkvežimius, skirtus skystam vandeniliui iš gamintojo perkelti į vartotojo gamyklą ar stotį. Autocisternos paprastai yra suprojektuotos su daugiasluoksniais izoliuotais korpusais, kad skysto vandenilio temperatūra ir slėgis būtų stabilūs transportavimo metu. Tačiau šis metodas reikalauja didelių išlaidų tanklaiviui pastatyti ir yra pažeidžiamas tokių veiksnių kaip eismo įvykiai ir atstumo apribojimai.
Antrasis yra vamzdynų pristatymas. Šis metodas pagrįstas didžiule skysto vandenilio tiekimo vamzdynų sistema. Skystas vandenilis į vamzdynų sistemą įpurškiamas gamykloje, o po to požeminiais vamzdynais transportuojamas į vartotojo gamyklą arba vandenilio degalų stotį. Gabenimas vamzdynais yra ekonomiškas, efektyvus ir saugus būdas patenkinti didelio intensyvumo didelių vandenilio kiekių transportavimą. Tačiau tuo pačiu metu transportuojant vamzdynais reikia statyti didelės apimties infrastruktūrą, kyla tam tikra rizika, todėl jos saugumui užtikrinti reikalingi griežti valdymo ir priežiūros darbai.
Trečias – laivų pervežimas. Skystas vandenilis taip pat gali būti gabenamas jūra į įvairius pasaulio regionus. Dėl mažo skystojo vandenilio tankio, gabenimui laivais reikia specialių sandėliavimo ir transportavimo įrenginių bei technologijų, užtikrinančių laivo stabilumą ir skystojo vandenilio saugumą. Transportavimas laivais gali patenkinti didelio kiekio skystojo vandenilio pervežimo tolimais atstumais poreikius, tačiau tam reikia didelių ekonominių ir techninių išlaidų bei griežto laivybos saugos taisyklių ir tarptautinių konvencijų laikymosi.
3. Ar sunku pagaminti skystą vandenilį?
Jį gaminti yra sunkiau, o sunkumas slypi šiuose punktuose:
Aušinimo temperatūra yra žema, aušinimo galia yra didelė, o įrenginio energijos suvartojimas yra didelis;
Dėl vandenilio ortoparakonversijos vandenilį suskystinti reikia daug daugiau nei metano, azoto, helio ir kitų dujų, o ortoparakonversijos šiluma sudaro apie 16 % idealaus suskystinimo darbo;
Dėl greito savitosios šilumos kaitos, kylant temperatūrai, vandenilio garso greitis sparčiai didėja. Dėl didelio garso greičio vandenilio plėtiklio rotorius patiria didelį įtempimą, todėl plėtiklio projektavimas ir gamyba labai sudėtinga;
Esant skysto vandenilio temperatūrai, kitos dujų priemaišos, išskyrus helią, sukietėjo (ypač kietasis deguonis), o tai gali užblokuoti dujotiekį ir sukelti sprogimą.
4. Kokios yra skysto vandenilio naudojimo pramonės šakos?
Ten, kur reikia vandenilio, pavyzdžiui, aviacijos, aviacijos, transporto, elektronikos, metalurgijos, chemijos pramonės, maisto, stiklo ir net civilinio kuro skyriuose, skystas vandenilis gali būti naudojamas. Kalbant apie vandenilio mediciną, medicininis skystas vandenilis gali aprūpinti vandeniliu daug vandenilio turinčių vandens mašinų, vandenilio turinčių vandens puodelių ir vandenilio sugėrimo įtaisų didelėse vietose. Šiuo metu mano šalyje plačiausiai naudojama skysto vandenilio sritis yra aviacija.
Skysto vandenilio vertė vandenilio saugojimo srityje daugiausia pasireiškia šiais aspektais. Visų pirma, skystam vandeniliui reikia mažesnio tūrio nei paprastam dujiniam vandeniliui, o tai gali labai sumažinti sandėliavimo vietas ir transportavimo išlaidas. Antra, skystas vandenilis yra švaresnis, kitaip nei dujinis vandenilis, kuris gamins priemaišas, tokias kaip deguonis ir azotas, o tai turės įtakos galutiniam naudojimui. Skysto vandenilio plėtra vandenilio saugojimo ir transportavimo srityje taip pat padeda gerinti vandenilio industrializaciją ir išplėsti vandenilio energijos panaudojimo sritį daugelyje sričių.
