ദ്രാവക ഹൈഡ്രജൻ എങ്ങനെ ഉത്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു?

2023-06-27

1. എങ്ങനെയുണ്ട് ദ്രാവക ഹൈഡ്രജൻ ഉത്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു?

ജല വാതക രീതി ഉപയോഗിച്ച് ഹൈഡ്രജൻ ഉത്പാദനം


ജല വാതകം (C+H2O→CO+H2—ചൂട്) ലഭിക്കുന്നതിന് ഉയർന്ന ഊഷ്മാവിൽ ജലബാഷ്പവുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുന്നതിന് അസംസ്കൃത വസ്തുവായി ആന്ത്രാസൈറ്റോ കോക്കോ ഉപയോഗിക്കുക. ശുദ്ധീകരണത്തിന് ശേഷം, CO യെ CO2 (CO+H2O →CO2+H2) ആക്കി മാറ്റാൻ ജലബാഷ്പമുള്ള ഒരു കാറ്റലിസ്റ്റിലൂടെ കടത്തിവിട്ട് 80%-ത്തിലധികം ഹൈഡ്രജൻ ഉള്ളടക്കമുള്ള വാതകം ലഭിക്കും, തുടർന്ന് CO2 ലയിപ്പിക്കാൻ വെള്ളത്തിൽ അമർത്തുക, തുടർന്ന് ശേഷിക്കുന്ന CO നീക്കം ചെയ്യുക. ഉല്പാദനച്ചെലവ് കുറവാണ് ഹൈഡ്രജനും ഒരു വലിയ ഔട്ട്പുട്ടും കൂടുതൽ ഉപകരണങ്ങളും ഉണ്ട്. അമോണിയ സിന്തസിസ് പ്ലാൻ്റുകളിൽ ഈ രീതി പലപ്പോഴും ഉപയോഗിക്കുന്നു. ചിലത് CO, H2 എന്നിവയിൽ നിന്ന് മെഥനോൾ സമന്വയിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു, ചില സ്ഥലങ്ങളിൽ 80% ഹൈഡ്രജൻ ഉള്ള ശുദ്ധമായ ഹൈഡ്രജൻ ഉപയോഗിക്കുന്നത് കൃത്രിമ ദ്രാവക ഇന്ധനത്തിനായി വാതകമാണ്. ബെയ്ജിംഗ് കെമിക്കൽ എക്സ്പിരിമെൻ്റൽ പ്ലാൻ്റിലും ചെറിയ നൈട്രജൻ വളം പ്ലാൻ്റുകളിലും ഈ രീതി പലപ്പോഴും ഉപയോഗിക്കുന്നു.

സിന്തറ്റിക് വാതകത്തിൽ നിന്ന് ഹൈഡ്രജൻ ഉൽപാദനവും പെട്രോളിയത്തിൻ്റെ താപ വിള്ളലിൽ നിന്ന് പ്രകൃതി വാതകവും


പെട്രോളിയത്തിൻ്റെ തെർമൽ ക്രാക്കിംഗിൻ്റെ ഉപോൽപ്പന്നം വലിയ അളവിൽ ഹൈഡ്രജൻ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു, ഇത് പലപ്പോഴും പെട്രോകെമിക്കൽ, വളം പ്ലാൻ്റുകൾക്ക് ആവശ്യമായ ഗ്യാസോലിൻ, ഹൈഡ്രജൻ എന്നിവയുടെ ഹൈഡ്രജനിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഹൈഡ്രജൻ ഉൽപാദനത്തിൻ്റെ ഈ രീതി ലോകത്തിലെ പല രാജ്യങ്ങളിലും സ്വീകരിക്കുന്നു. സസ്യങ്ങൾ, ബോഹായ് ഓയിൽഫീൽഡിലെ പെട്രോകെമിക്കൽ ബേസുകൾ മുതലായവ ഹൈഡ്രജൻ ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ ഈ രീതി ഉപയോഗിക്കുന്നു.

കോക്ക് ഓവൻ ഗ്യാസ് ശീതീകരിച്ച ഹൈഡ്രജൻ ഉത്പാദനം
മറ്റ് വാതകങ്ങളെ ദ്രവീകൃതമാക്കുന്നതിനും ഹൈഡ്രജൻ ഉപേക്ഷിക്കുന്നതിനുമായി പ്രാഥമികമായി വേർതിരിച്ചെടുത്ത കോക്ക് ഓവൻ വാതകം ഫ്രീസ് ചെയ്ത് സമ്മർദ്ദത്തിലാക്കുക. ഈ രീതി ചില സ്ഥലങ്ങളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു.

ഉപ്പുവെള്ളത്തിൻ്റെ വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണത്തിൻ്റെ ഹൈഡ്രജൻ ഉപോൽപ്പന്നം
ക്ലോർ-ആൽക്കലി വ്യവസായത്തിൽ, വലിയ അളവിൽ ശുദ്ധമായ ഹൈഡ്രജൻ ഉത്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു, ഇത് ഹൈഡ്രോക്ലോറിക് ആസിഡിൻ്റെ സമന്വയത്തിനായി ഉപയോഗിക്കുന്നു, കൂടാതെ സാധാരണ ഹൈഡ്രജൻ അല്ലെങ്കിൽ ശുദ്ധമായ ഹൈഡ്രജൻ ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ ഇത് ശുദ്ധീകരിക്കാനും കഴിയും. ഉദാഹരണത്തിന്, രണ്ടാമത്തെ കെമിക്കൽ പ്ലാൻ്റിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഹൈഡ്രജൻ ഇലക്ട്രോലൈറ്റിക് ഉപ്പുവെള്ളത്തിൻ്റെ ഉപോൽപ്പന്നമാണ്.

ബ്രൂവിംഗ് വ്യവസായത്തിൻ്റെ ഉപോൽപ്പന്നങ്ങൾ
അസെറ്റോണും ബ്യൂട്ടനോളും പുളിപ്പിക്കാൻ ധാന്യം ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ, ഫെർമെൻ്ററിലെ മാലിന്യ വാതകത്തിലെ ഹൈഡ്രജൻ്റെ 1/3-ൽ കൂടുതൽ, ആവർത്തിച്ചുള്ള ശുദ്ധീകരണത്തിന് ശേഷം സാധാരണ ഹൈഡ്രജൻ (97% ന് മുകളിൽ) ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ കഴിയും, കൂടാതെ സാധാരണ ഹൈഡ്രജനെ -100 ° C വരെ ദ്രാവക നൈട്രജൻ ഉപയോഗിച്ച് തണുപ്പിക്കാൻ കഴിയും, സിലിക്ക ജെൽ ട്യൂബിൽ, ചെറിയ അളവിൽ ഹൈഡ്രജൻ നീക്കം ചെയ്യാം. (99.99% ൽ കൂടുതൽ). ഉദാഹരണത്തിന്, ബീജിംഗ് ബ്രൂവറി ഈ ഉപോൽപ്പന്ന ഹൈഡ്രജൻ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു, ഇത് ക്വാർട്സ് ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ വെടിവയ്ക്കുന്നതിനും ബാഹ്യ യൂണിറ്റുകൾക്കും ഉപയോഗിക്കുന്നു.

2. എങ്ങനെയുണ്ട് ദ്രാവക ഹൈഡ്രജൻ ഗതാഗതം, ഗതാഗത മാർഗ്ഗങ്ങൾ എന്തൊക്കെയാണ്

നിലവിൽ, ദ്രാവക ഹൈഡ്രജൻ്റെ ഗതാഗത രീതികളിൽ പ്രധാനമായും ഇനിപ്പറയുന്ന തരങ്ങൾ ഉൾപ്പെടുന്നു:
ആദ്യത്തേത് ടാങ്ക് ട്രക്ക് ഡെലിവറി ആണ്. നിർമ്മാതാവിൽ നിന്ന് ഉപയോക്താവിൻ്റെ ഫാക്ടറിയിലേക്കോ സ്റ്റേഷനിലേക്കോ ദ്രാവക ഹൈഡ്രജൻ കൈമാറാൻ പ്രത്യേകം രൂപകൽപ്പന ചെയ്ത ടാങ്ക് ട്രക്കുകൾ ഈ രീതി ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഗതാഗത സമയത്ത് ദ്രാവക ഹൈഡ്രജൻ്റെ താപനിലയും മർദ്ദവും സ്ഥിരമായി നിലനിർത്തുന്നതിന് ടാങ്ക് ട്രക്കുകൾ സാധാരണയായി മൾട്ടി-ലെയർ ഇൻസുലേറ്റഡ് ഷെല്ലുകൾ ഉപയോഗിച്ചാണ് രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിരിക്കുന്നത്. എന്നിരുന്നാലും, ഈ രീതിക്ക് ടാങ്കർ നിർമ്മിക്കുന്നതിന് ധാരാളം ചിലവ് ആവശ്യമാണ്, ട്രാഫിക് അപകടങ്ങൾ, ദൂര നിയന്ത്രണങ്ങൾ തുടങ്ങിയ ഘടകങ്ങൾക്ക് ഇത് ഇരയാകുന്നു.
രണ്ടാമത്തേത് പൈപ്പ് ലൈൻ വിതരണമാണ്. ഈ സമീപനം ഒരു വലിയ ദ്രാവക ഹൈഡ്രജൻ ഡെലിവറി പൈപ്പ്ലൈൻ സിസ്റ്റത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ്. ലിക്വിഡ് ഹൈഡ്രജൻ പ്രൊഡക്ഷൻ പ്ലാൻ്റ് പൈപ്പ്ലൈൻ സിസ്റ്റത്തിലേക്ക് കുത്തിവയ്ക്കുന്നു, തുടർന്ന് ഭൂഗർഭ പൈപ്പ്ലൈനുകളിലൂടെ ഉപയോക്താവിൻ്റെ ഫാക്ടറിയിലേക്കോ ഹൈഡ്രജൻ ഇന്ധനം നിറയ്ക്കുന്ന സ്റ്റേഷനിലേക്കോ കൊണ്ടുപോകുന്നു. വലിയ അളവിലുള്ള ഹൈഡ്രജൻ്റെ ഉയർന്ന തീവ്രത ഗതാഗതം നിറവേറ്റുന്നതിനുള്ള സാമ്പത്തികവും കാര്യക്ഷമവും സുരക്ഷിതവുമായ മാർഗമാണ് പൈപ്പ്ലൈൻ ഗതാഗതം. എന്നാൽ അതേ സമയം, പൈപ്പ്ലൈൻ ഗതാഗതത്തിന് വലിയ തോതിലുള്ള ഇൻഫ്രാസ്ട്രക്ചർ നിർമ്മാണം ആവശ്യമാണ്, ചില അപകടസാധ്യതകൾ ഉണ്ട്, അതിനാൽ അതിൻ്റെ സുരക്ഷ ഉറപ്പാക്കാൻ കർശനമായ മാനേജ്മെൻ്റും അറ്റകുറ്റപ്പണികളും ആവശ്യമാണ്.
മൂന്നാമത്തേത് കപ്പൽ ഗതാഗതമാണ്. ദ്രവരൂപത്തിലുള്ള ഹൈഡ്രജൻ ലോകമെമ്പാടുമുള്ള വിവിധ പ്രദേശങ്ങളിലേക്ക് കടൽ വഴിയും കൊണ്ടുപോകാം. ദ്രാവക ഹൈഡ്രജൻ്റെ സാന്ദ്രത കുറവായതിനാൽ, കപ്പൽ ഗതാഗതത്തിന് പ്രത്യേക സംഭരണവും ഗതാഗത സൗകര്യങ്ങളും കപ്പലിൻ്റെ സ്ഥിരതയും ദ്രാവക ഹൈഡ്രജൻ്റെ സുരക്ഷയും ഉറപ്പാക്കുന്നതിനുള്ള സാങ്കേതികവിദ്യകളും ആവശ്യമാണ്. കപ്പൽ ഗതാഗതത്തിന് വലിയ അളവിലുള്ള ദ്രാവക ഹൈഡ്രജൻ്റെ ദീർഘദൂര ഗതാഗത ആവശ്യങ്ങൾ നിറവേറ്റാൻ കഴിയും, എന്നാൽ ഇതിന് വലിയ സാമ്പത്തിക, സാങ്കേതിക ചെലവുകൾ ആവശ്യമാണ്, കൂടാതെ സമുദ്ര സുരക്ഷാ ചട്ടങ്ങളും അന്താരാഷ്ട്ര കൺവെൻഷനുകളും കർശനമായി പാലിക്കേണ്ടതുണ്ട്.

3. ദ്രാവക ഹൈഡ്രജൻ ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ പ്രയാസമാണോ?

ഇത് നിർമ്മിക്കുന്നത് കൂടുതൽ ബുദ്ധിമുട്ടാണ്, ബുദ്ധിമുട്ട് ഇനിപ്പറയുന്ന പോയിൻ്റുകളിലാണ്:
തണുപ്പിക്കൽ താപനില കുറവാണ്, തണുപ്പിക്കൽ ശേഷി വലുതാണ്, യൂണിറ്റ് ഊർജ്ജ ഉപഭോഗം ഉയർന്നതാണ്;

ഹൈഡ്രജൻ്റെ ഓർത്തോ-പാരാകൺവേർഷൻ ഹൈഡ്രജനെ ദ്രവീകരിക്കാൻ ആവശ്യമായ ജോലി മീഥെയ്ൻ, നൈട്രജൻ, ഹീലിയം, മറ്റ് വാതകങ്ങൾ എന്നിവയേക്കാൾ വളരെ വലുതാണ്, കൂടാതെ ഓർത്തോ-പാരാകൺവേർഷൻ താപം അതിൻ്റെ അനുയോജ്യമായ ദ്രവീകരണ പ്രവർത്തനത്തിൻ്റെ 16% വരും;

നിർദ്ദിഷ്ട താപത്തിൻ്റെ ദ്രുതഗതിയിലുള്ള മാറ്റം, താപനില വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച് ഹൈഡ്രജൻ്റെ ശബ്ദ പ്രവേഗം അതിവേഗം വർദ്ധിക്കുന്നതിന് കാരണമാകുന്നു. ഈ ഉയർന്ന ശബ്ദ പ്രവേഗം ഹൈഡ്രജൻ എക്സ്പാൻഡറിൻ്റെ റോട്ടറിനെ ഉയർന്ന സമ്മർദ്ദം ചെലുത്തുന്നു, ഇത് എക്സ്പാൻഡറിൻ്റെ രൂപകൽപ്പനയും നിർമ്മാണവും വളരെ പ്രയാസകരമാക്കുന്നു;

ലിക്വിഡ് ഹൈഡ്രജൻ്റെ താപനിലയിൽ, ഹീലിയം ഒഴികെയുള്ള മറ്റ് വാതക മാലിന്യങ്ങൾ ഖരരൂപത്തിലാകുന്നു (പ്രത്യേകിച്ച് ഖര ഓക്സിജൻ), ഇത് പൈപ്പ്ലൈനിനെ തടയുകയും സ്ഫോടനത്തിന് കാരണമാവുകയും ചെയ്യും.

4. ദ്രാവക ഹൈഡ്രജൻ്റെ പ്രയോഗ വ്യവസായങ്ങൾ ഏതൊക്കെയാണ്?

എയ്‌റോസ്‌പേസ്, വ്യോമയാനം, ഗതാഗതം, ഇലക്‌ട്രോണിക്‌സ്, മെറ്റലർജി, കെമിക്കൽ വ്യവസായം, ഭക്ഷണം, ഗ്ലാസ്, സിവിലിയൻ ഇന്ധന വകുപ്പുകൾ എന്നിങ്ങനെ ഹൈഡ്രജൻ ആവശ്യമുള്ളിടത്ത് ലിക്വിഡ് ഹൈഡ്രജൻ ഉപയോഗിക്കാം. ഹൈഡ്രജൻ മരുന്നിൻ്റെ കാര്യത്തിൽ, മെഡിക്കൽ ലിക്വിഡ് ഹൈഡ്രജന് ഹൈഡ്രജൻ സമ്പുഷ്ടമായ വാട്ടർ മെഷീനുകൾ, ഹൈഡ്രജൻ സമ്പുഷ്ടമായ വാട്ടർ കപ്പുകൾ, വലിയ സ്ഥലങ്ങളിൽ ഹൈഡ്രജൻ ആഗിരണം ഉപകരണങ്ങൾ എന്നിവയ്ക്ക് ഹൈഡ്രജൻ നൽകാൻ കഴിയും. നിലവിൽ, എൻ്റെ രാജ്യത്ത് ദ്രാവക ഹൈഡ്രജൻ്റെ ഏറ്റവും വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ഫീൽഡ് എയ്‌റോസ്‌പേസാണ്.

ഹൈഡ്രജൻ സംഭരണ ​​മേഖലയിൽ ദ്രാവക ഹൈഡ്രജൻ്റെ മൂല്യം പ്രധാനമായും ഇനിപ്പറയുന്ന വശങ്ങളിൽ പ്രകടമാണ്. ഒന്നാമതായി, ദ്രാവക ഹൈഡ്രജൻ സാധാരണ വാതക ഹൈഡ്രജനേക്കാൾ ചെറിയ അളവ് ആവശ്യമാണ്, ഇത് സംഭരണ ​​സ്ഥലങ്ങളും ഗതാഗത ചെലവുകളും ഗണ്യമായി കുറയ്ക്കും. രണ്ടാമതായി, ദ്രാവക ഹൈഡ്രജൻ ഗുണനിലവാരത്തിൽ ശുദ്ധമാണ്, വാതക ഹൈഡ്രജനിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി, ഇത് ഓക്സിജൻ, നൈട്രജൻ തുടങ്ങിയ മാലിന്യങ്ങൾ ഉത്പാദിപ്പിക്കും, ഇത് അന്തിമ ഉപയോഗ ഫലത്തെ ബാധിക്കും. ഹൈഡ്രജൻ സംഭരണത്തിൻ്റെയും ഗതാഗതത്തിൻ്റെയും മേഖലയിൽ ദ്രവ ഹൈഡ്രജൻ്റെ വികസനം ഹൈഡ്രജൻ്റെ വ്യാവസായികവൽക്കരണം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനും പല മേഖലകളിലും ഹൈഡ്രജൻ ഊർജ്ജത്തിൻ്റെ പ്രയോഗ ശ്രേണി വികസിപ്പിക്കുന്നതിനും സഹായകമാണ്.