como o hidrogênio líquido é produzido？
1. Como é hidrogênio líquido produzido?
Produção de hidrogênio pelo método de água e gás
Use antracite ou coque como matéria-prima para reagir com vapor de água em alta temperatura para obter gás água (C+H2O→CO+H2—calor). Após a purificação, ele é passado por um catalisador com vapor de água para converter o CO em CO2 (CO + H2O → CO2 + H2) para obter um gás com teor de hidrogênio superior a 80% e, em seguida, pressioná-lo em água para dissolver o CO2 e, em seguida, remover o CO restante através de uma solução contendo formato cuproso (ou acetato cuproso contendo amônia) Em comparação com o hidrogênio puro, este método tem um custo menor de produção de hidrogênio e tem uma grande produção e mais equipamentos. Este método é frequentemente usado em plantas de síntese de amônia. Alguns também sintetizam metanol a partir de CO e H2, e alguns lugares usam hidrogênio menos puro com 80% de hidrogênio. O gás é usado como combustível líquido artificial. Este método é frequentemente usado na Planta Experimental Química de Pequim e em pequenas fábricas de fertilizantes de nitrogênio em muitos lugares.
Produção de hidrogênio a partir de gás sintético e gás natural a partir do craqueamento térmico do petróleo
O subproduto do craqueamento térmico do petróleo produz uma grande quantidade de hidrogênio, que é frequentemente utilizado na hidrogenação da gasolina, hidrogênio exigido pelas plantas petroquímicas e de fertilizantes. Este método de produção de hidrogênio é adotado em muitos países do mundo. Plantas, bases petroquímicas no campo petrolífero de Bohai, etc., todas usam esse método para produzir hidrogênio.
Produção de hidrogênio refrigerado a gás de coqueria
Congelar e pressurizar o gás de coqueria que foi extraído preliminarmente para liquefazer outros gases e deixar hidrogênio. Este método é usado em alguns lugares.
Subproduto de hidrogênio da eletrólise da água salgada
Na indústria de cloro e álcalis, é produzida uma grande quantidade de hidrogênio puro, que é utilizado para a síntese de ácido clorídrico, podendo também ser purificado para produzir hidrogênio comum ou hidrogênio puro. Por exemplo, o hidrogénio utilizado na segunda fábrica de produtos químicos é o subproduto da salmoura eletrolítica.
Subprodutos da indústria cervejeira
Quando o milho é usado para fermentar acetona e butanol, mais de 1/3 do hidrogênio no gás residual do fermentador pode produzir hidrogênio comum (acima de 97%) após purificação repetida, e o hidrogênio comum pode ser resfriado abaixo de -100°C por nitrogênio líquido. No tubo de sílica gel, impurezas (como uma pequena quantidade de N2) podem ser removidas para produzir hidrogênio puro (mais de 99,99%). Por exemplo, a Cervejaria Beijing produz esse subproduto hidrogênio, que é usado para queimar produtos de quartzo e para unidades externas.
2. Como é hidrogênio líquido transportado e quais são os modos de transporte
Actualmente, os métodos de transporte de hidrogénio líquido incluem principalmente os seguintes tipos:
A primeira é a entrega de caminhões-tanque. Este método utiliza caminhões-tanque especialmente projetados para transferir hidrogênio líquido do fabricante para a fábrica ou estação do usuário. Os caminhões-tanque geralmente são projetados com carcaças isoladas multicamadas para manter a temperatura e a pressão do hidrogênio líquido estáveis durante o transporte. No entanto, este método exige muito custo para construir o navio-tanque e é vulnerável a fatores como acidentes de trânsito e restrições de distância.
A segunda é a entrega do pipeline. Esta abordagem baseia-se num enorme sistema de gasodutos de distribuição de hidrogénio líquido. O hidrogênio líquido é injetado no sistema de dutos pela planta de produção e depois transportado para a fábrica do usuário ou estação de reabastecimento de hidrogênio através de dutos subterrâneos. O transporte por dutos é uma forma econômica, eficiente e segura de atender ao transporte de alta intensidade de grandes quantidades de hidrogênio. Mas, ao mesmo tempo, o transporte por gasodutos exige a construção de infraestruturas de grande escala e existem certos riscos, pelo que são necessários trabalhos rigorosos de gestão e manutenção para garantir a sua segurança.
O terceiro é o transporte marítimo. O hidrogénio líquido também pode ser transportado por mar para várias regiões do mundo. Devido à baixa densidade do hidrogênio líquido, o transporte naval requer instalações e tecnologias especiais de armazenamento e transporte para garantir a estabilidade do navio e a segurança do hidrogênio líquido. O transporte marítimo pode satisfazer as necessidades de transporte de longa distância de uma grande quantidade de hidrogénio líquido, mas exige enormes custos económicos e técnicos e um cumprimento rigoroso dos regulamentos de segurança marítima e das convenções internacionais.
3. O hidrogénio líquido é difícil de produzir?
É mais difícil de produzir e a dificuldade está nos seguintes pontos:
A temperatura de resfriamento é baixa, a capacidade de resfriamento é grande e o consumo de energia da unidade é alto;
A orto-paraconversão do hidrogénio torna o trabalho necessário para liquefazer o hidrogénio muito maior do que o do metano, azoto, hélio e outros gases, e o calor da orto-paraconversão é responsável por cerca de 16% do seu trabalho de liquefação ideal;
A rápida mudança do calor específico faz com que a velocidade do som do hidrogênio aumente rapidamente com o aumento da temperatura. Esta alta velocidade do som faz com que o rotor do expansor de hidrogênio suporte altas tensões, dificultando muito o projeto e a fabricação do expansor;
À temperatura do hidrogênio líquido, outras impurezas gasosas, exceto o hélio, solidificaram-se (especialmente o oxigênio sólido), o que pode bloquear a tubulação e causar uma explosão.
4. Quais são as indústrias de aplicação do hidrogênio líquido?
Onde o hidrogênio é necessário, como aeroespacial, aviação, transporte, eletrônica, metalurgia, indústria química, alimentos, vidro e até mesmo departamentos de combustível civil, o hidrogênio líquido pode ser usado. Em termos de medicina de hidrogênio, o hidrogênio líquido médico pode fornecer hidrogênio para máquinas de água ricas em hidrogênio, copos de água ricos em hidrogênio e dispositivos de absorção de hidrogênio em grandes locais. Atualmente, o campo de hidrogênio líquido mais utilizado em meu país é o aeroespacial.
O valor do hidrogênio líquido no campo do armazenamento de hidrogênio se manifesta principalmente nos seguintes aspectos. Em primeiro lugar, o hidrogénio líquido requer um volume menor do que o hidrogénio gasoso comum, o que pode reduzir significativamente os locais de armazenamento e os custos de transporte. Em segundo lugar, o hidrogênio líquido é de qualidade mais pura, ao contrário do hidrogênio gasoso, que produzirá impurezas como oxigênio e nitrogênio, o que afetará o efeito final do uso. O desenvolvimento do hidrogénio líquido no domínio do armazenamento e transporte do hidrogénio também contribui para melhorar a industrialização do hidrogénio e expandir a gama de aplicações da energia do hidrogénio em muitos campos.
