திரவ ஹைட்ரஜன் எவ்வாறு உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது?

2023-06-27

1. எப்படி இருக்கிறது திரவ ஹைட்ரஜன் உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது?

நீர் வாயு முறை மூலம் ஹைட்ரஜன் உற்பத்தி


நீர் வாயுவை (C+H2O→CO+H2—வெப்பம்) பெற அதிக வெப்பநிலையில் நீராவியுடன் வினைபுரிய ஒரு மூலப்பொருளாக ஆந்த்ராசைட் அல்லது கோக்கைப் பயன்படுத்தவும். சுத்திகரிக்கப்பட்ட பிறகு, 80% க்கும் அதிகமான ஹைட்ரஜன் உள்ளடக்கம் கொண்ட வாயுவைப் பெற, CO ஐ CO2 (CO+H2O →CO2+H2) ஆக மாற்றுவதற்கு நீர் நீராவி கொண்ட ஒரு வினையூக்கி வழியாக அனுப்பப்படுகிறது, பின்னர் CO2 ஐக் கரைக்க தண்ணீரில் அழுத்தவும், பின்னர் மீதமுள்ள CO ஐ அகற்றவும். ஹைட்ரஜனை உற்பத்தி செய்வதற்கான குறைந்த செலவைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் பெரிய அளவைக் கொண்டுள்ளது வெளியீடு மற்றும் கூடுதல் உபகரணங்கள். அம்மோனியா தொகுப்பு ஆலைகளில் இந்த முறை பெரும்பாலும் பயன்படுத்தப்படுகிறது. சிலர் CO மற்றும் H2 இலிருந்து மெத்தனாலை ஒருங்கிணைக்கிறார்கள், மேலும் சில இடங்களில் 80% ஹைட்ரஜனுடன் குறைவான தூய ஹைட்ரஜனைப் பயன்படுத்துகிறது, வாயு செயற்கை திரவ எரிபொருளுக்குப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இந்த முறை பெரும்பாலும் பெய்ஜிங் இரசாயன பரிசோதனை ஆலை மற்றும் பல இடங்களில் சிறிய நைட்ரஜன் உர ஆலைகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

செயற்கை வாயுவிலிருந்து ஹைட்ரஜன் உற்பத்தி மற்றும் பெட்ரோலியத்தின் வெப்ப விரிசல் மூலம் இயற்கை எரிவாயு


பெட்ரோலியத்தின் வெப்ப விரிசலின் துணை தயாரிப்பு அதிக அளவு ஹைட்ரஜனை உற்பத்தி செய்கிறது, இது பெரும்பாலும் பெட்ரோ கெமிக்கல் மற்றும் உர ஆலைகளுக்கு தேவைப்படும் பெட்ரோலின் ஹைட்ரஜனேற்றத்தில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இந்த ஹைட்ரஜன் உற்பத்தி முறை உலகின் பல நாடுகளில் பின்பற்றப்படுகிறது. தாவரங்கள், போஹாய் ஆயில்ஃபீல்டில் உள்ள பெட்ரோகெமிக்கல் தளங்கள் போன்றவை ஹைட்ரஜனை உற்பத்தி செய்ய இந்த முறையைப் பயன்படுத்துகின்றன.

கோக் ஓவன் எரிவாயு குளிரூட்டப்பட்ட ஹைட்ரஜன் உற்பத்தி
பிற வாயுக்களை திரவமாக்குவதற்கும் ஹைட்ரஜனை விட்டு வெளியேறுவதற்கும் முன்கூட்டியே பிரித்தெடுக்கப்பட்ட கோக் ஓவன் வாயுவை உறையவைத்து அழுத்தவும். இந்த முறை ஒரு சில இடங்களில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

உப்பு நீரின் மின்னாற்பகுப்பின் ஹைட்ரஜன் துணை தயாரிப்பு
குளோர்-ஆல்காலி தொழிற்துறையில், அதிக அளவு தூய ஹைட்ரஜன் உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது, இது ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலத்தின் தொகுப்புக்கு பயன்படுத்தப்படுகிறது, மேலும் இது சாதாரண ஹைட்ரஜன் அல்லது தூய ஹைட்ரஜனை உற்பத்தி செய்ய சுத்திகரிக்கப்படலாம். உதாரணமாக, இரண்டாவது இரசாயன ஆலையில் பயன்படுத்தப்படும் ஹைட்ரஜன் மின்னாற்பகுப்பு உப்புநீரின் துணை தயாரிப்பு ஆகும்.

காய்ச்சும் தொழிலின் துணை தயாரிப்புகள்
சோளத்தை அசிட்டோன் மற்றும் பியூட்டனாலை நொதிக்கப் பயன்படுத்தும்போது, நொதிக்கியின் கழிவு வாயுவில் உள்ள ஹைட்ரஜனில் 1/3 க்கும் அதிகமானவை மீண்டும் மீண்டும் சுத்திகரிக்கப்பட்ட பிறகு சாதாரண ஹைட்ரஜனை (97% க்கு மேல்) உற்பத்தி செய்யலாம், மேலும் சாதாரண ஹைட்ரஜனை -100 டிகிரி செல்சியஸுக்குக் கீழே திரவ நைட்ரஜன் மூலம் குளிர்விக்க முடியும், சிலிக்கா ஜெல் குழாயில், சிறிய அளவு ஹைட்ரஜனை வெளியேற்றலாம். 99.99%) எடுத்துக்காட்டாக, பெய்ஜிங் ப்ரூவரி இந்த துணை தயாரிப்பு ஹைட்ரஜனை உற்பத்தி செய்கிறது, இது குவார்ட்ஸ் தயாரிப்புகளை சுடுவதற்கும் வெளிப்புற அலகுகளுக்கும் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

2. எப்படி இருக்கிறது திரவ ஹைட்ரஜன் போக்குவரத்து மற்றும் போக்குவரத்து முறைகள் என்ன

தற்போது, ​​திரவ ஹைட்ரஜனின் போக்குவரத்து முறைகள் முக்கியமாக பின்வரும் வகைகளை உள்ளடக்கியது:
முதலாவது தொட்டி டிரக் விநியோகம். இந்த முறையானது, உற்பத்தியாளரிடமிருந்து திரவ ஹைட்ரஜனை பயனரின் தொழிற்சாலை அல்லது நிலையத்திற்கு மாற்றுவதற்காக சிறப்பாக வடிவமைக்கப்பட்ட தொட்டி டிரக்குகளைப் பயன்படுத்துகிறது. டேங்க் டிரக்குகள் பொதுவாக போக்குவரத்தின் போது திரவ ஹைட்ரஜனின் வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தத்தை நிலையாக வைத்திருக்க பல அடுக்கு இன்சுலேட்டட் ஷெல்களுடன் வடிவமைக்கப்படுகின்றன. இருப்பினும், இந்த முறை டேங்கரை உருவாக்க அதிக செலவு தேவைப்படுகிறது மற்றும் போக்குவரத்து விபத்துக்கள் மற்றும் தூர கட்டுப்பாடுகள் போன்ற காரணிகளால் பாதிக்கப்படக்கூடியது.
இரண்டாவது குழாய் விநியோகம். இந்த அணுகுமுறை ஒரு பெரிய திரவ ஹைட்ரஜன் விநியோக குழாய் அமைப்பை அடிப்படையாகக் கொண்டது. திரவ ஹைட்ரஜன் உற்பத்தி ஆலை மூலம் குழாய் அமைப்பில் செலுத்தப்படுகிறது, பின்னர் நிலத்தடி குழாய்கள் மூலம் பயனரின் தொழிற்சாலை அல்லது ஹைட்ரஜன் எரிபொருள் நிரப்பும் நிலையத்திற்கு கொண்டு செல்லப்படுகிறது. பைப்லைன் போக்குவரத்து என்பது அதிக அளவு ஹைட்ரஜனின் உயர்-தீவிர போக்குவரத்தை சந்திக்க ஒரு சிக்கனமான, திறமையான மற்றும் பாதுகாப்பான வழியாகும். ஆனால் அதே நேரத்தில், பைப்லைன் போக்குவரத்துக்கு பெரிய அளவிலான உள்கட்டமைப்பை நிர்மாணிக்க வேண்டும், மேலும் சில அபாயங்கள் உள்ளன, எனவே அதன் பாதுகாப்பை உறுதி செய்ய கடுமையான மேலாண்மை மற்றும் பராமரிப்பு பணிகள் தேவைப்படுகின்றன.
மூன்றாவது கப்பல் போக்குவரத்து. திரவ ஹைட்ரஜனை கடல் வழியாக உலகின் பல்வேறு பகுதிகளுக்கும் கொண்டு செல்ல முடியும். திரவ ஹைட்ரஜனின் குறைந்த அடர்த்தி காரணமாக, கப்பல் போக்குவரத்துக்கு சிறப்பு சேமிப்பு மற்றும் போக்குவரத்து வசதிகள் மற்றும் கப்பலின் நிலைத்தன்மை மற்றும் திரவ ஹைட்ரஜனின் பாதுகாப்பை உறுதி செய்வதற்கான தொழில்நுட்பங்கள் தேவைப்படுகின்றன. கப்பல் போக்குவரத்து அதிக அளவு திரவ ஹைட்ரஜனின் நீண்ட தூர போக்குவரத்து தேவைகளை பூர்த்தி செய்ய முடியும், ஆனால் அதற்கு பெரிய பொருளாதார மற்றும் தொழில்நுட்ப செலவுகள் மற்றும் கடல் பாதுகாப்பு விதிமுறைகள் மற்றும் சர்வதேச மரபுகளுடன் கடுமையான இணக்கம் தேவைப்படுகிறது.

3. திரவ ஹைட்ரஜனை உற்பத்தி செய்வது கடினமா?

உற்பத்தி செய்வது மிகவும் கடினம், மேலும் சிரமம் பின்வரும் புள்ளிகளில் உள்ளது:
குளிரூட்டும் வெப்பநிலை குறைவாக உள்ளது, குளிரூட்டும் திறன் பெரியது, மற்றும் அலகு ஆற்றல் நுகர்வு அதிகமாக உள்ளது;

ஹைட்ரஜனின் ஆர்த்தோ-பாராகன்வெர்ஷன், மீத்தேன், நைட்ரஜன், ஹீலியம் மற்றும் பிற வாயுக்களை விட ஹைட்ரஜனை திரவமாக்குவதற்குத் தேவையான வேலையை அதிகமாக்குகிறது, மேலும் ஆர்த்தோ-பாராகன்வெர்ஷன் வெப்பம் அதன் சிறந்த திரவமாக்கல் வேலையில் சுமார் 16% ஆகும்;

குறிப்பிட்ட வெப்பத்தின் விரைவான மாற்றம், வெப்பநிலையின் அதிகரிப்புடன் ஹைட்ரஜனின் ஒலி வேகம் வேகமாக அதிகரிக்கிறது. இந்த அதிக ஒலி வேகமானது ஹைட்ரஜன் விரிவாக்கியின் சுழலியை அதிக அழுத்தத்தை தாங்கி, விரிவாக்கியின் வடிவமைப்பு மற்றும் உற்பத்தியை மிகவும் கடினமாக்குகிறது;

திரவ ஹைட்ரஜனின் வெப்பநிலையில், ஹீலியம் தவிர மற்ற வாயு அசுத்தங்கள் திடப்படுத்தப்படுகின்றன (குறிப்பாக திட ஆக்ஸிஜன்), இது குழாயைத் தடுத்து வெடிப்பை ஏற்படுத்தக்கூடும்.

4. திரவ ஹைட்ரஜனின் பயன்பாட்டுத் தொழில்கள் யாவை?

விண்வெளி, விமானப் போக்குவரத்து, போக்குவரத்து, மின்னணுவியல், உலோகம், இரசாயனத் தொழில், உணவு, கண்ணாடி மற்றும் சிவில் எரிபொருள் துறைகள் போன்ற ஹைட்ரஜன் தேவைப்படும் இடங்களில், திரவ ஹைட்ரஜனைப் பயன்படுத்தலாம். ஹைட்ரஜன் மருந்தைப் பொறுத்தவரை, மருத்துவ திரவ ஹைட்ரஜன் ஹைட்ரஜன் நிறைந்த நீர் இயந்திரங்கள், ஹைட்ரஜன் நிறைந்த தண்ணீர் கோப்பைகள் மற்றும் பெரிய இடங்களில் ஹைட்ரஜன் உறிஞ்சும் சாதனங்களுக்கு ஹைட்ரஜனை வழங்க முடியும். தற்போது, ​​என் நாட்டில் திரவ ஹைட்ரஜனின் மிகவும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் புலம் விண்வெளி ஆகும்.

ஹைட்ரஜன் சேமிப்பு துறையில் திரவ ஹைட்ரஜனின் மதிப்பு முக்கியமாக பின்வரும் அம்சங்களில் வெளிப்படுகிறது. முதலாவதாக, திரவ ஹைட்ரஜனுக்கு சாதாரண வாயு ஹைட்ரஜனை விட சிறிய அளவு தேவைப்படுகிறது, இது சேமிப்பு இடங்களையும் போக்குவரத்து செலவுகளையும் வெகுவாகக் குறைக்கும். இரண்டாவதாக, திரவ ஹைட்ரஜன் தரத்தில் தூய்மையானது, வாயு ஹைட்ரஜனைப் போலல்லாமல், இது ஆக்ஸிஜன் மற்றும் நைட்ரஜன் போன்ற அசுத்தங்களை உருவாக்கும், இது இறுதி பயன்பாட்டு விளைவை பாதிக்கும். ஹைட்ரஜன் சேமிப்பு மற்றும் போக்குவரத்து துறையில் திரவ ஹைட்ரஜனின் வளர்ச்சி ஹைட்ரஜனின் தொழில்மயமாக்கலை மேம்படுத்துவதற்கும் பல துறைகளில் ஹைட்ரஜன் ஆற்றலின் பயன்பாட்டு வரம்பை விரிவுபடுத்துவதற்கும் உகந்ததாகும்.