ద్రవ హైడ్రోజన్ ఎలా ఉత్పత్తి అవుతుంది?

2023-06-27

1. ఎలా ఉంది ద్రవ హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తి?

వాటర్ గ్యాస్ పద్ధతి ద్వారా హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తి


నీటి వాయువు (C+H2O→CO+H2—వేడి) పొందేందుకు అధిక ఉష్ణోగ్రత వద్ద నీటి ఆవిరితో చర్య జరిపేందుకు ఆంత్రాసైట్ లేదా కోక్‌ను ముడి పదార్థంగా ఉపయోగించండి. శుద్దీకరణ తర్వాత, COను CO2 (CO+H2O →CO2+H2)గా మార్చడానికి నీటి ఆవిరితో ఉత్ప్రేరకం ద్వారా పంపబడుతుంది, ఇది 80% కంటే ఎక్కువ హైడ్రోజన్ కంటెంట్‌తో వాయువును పొందడం కోసం, ఆపై CO2ని కరిగించడానికి నీటిలోకి నొక్కి, ఆపై ఈ కుప్రస్ ఫార్మేట్ (లేదా కుప్రస్ ఫార్మేట్) కలిగిన హైడ్రోజన్ ఫార్మేట్ కలిగిన ద్రావణం ద్వారా మిగిలిన CO తొలగించబడుతుంది. తక్కువ ఉత్పత్తి ఖర్చు ఉంది హైడ్రోజన్ మరియు పెద్ద అవుట్‌పుట్ మరియు మరిన్ని పరికరాలను కలిగి ఉంటుంది. ఈ పద్ధతి తరచుగా అమ్మోనియా సంశ్లేషణ మొక్కలలో ఉపయోగించబడుతుంది. కొన్ని CO మరియు H2 నుండి మిథనాల్‌ను సంశ్లేషణ చేస్తాయి మరియు కొన్ని ప్రదేశాలలో 80% హైడ్రోజన్‌తో తక్కువ స్వచ్ఛమైన హైడ్రోజన్‌ను ఉపయోగిస్తాయి, వాయువు కృత్రిమ ద్రవ ఇంధనం కోసం ఉపయోగించబడుతుంది. ఈ పద్ధతిని తరచుగా బీజింగ్ కెమికల్ ఎక్స్‌పెరిమెంటల్ ప్లాంట్ మరియు చిన్న నత్రజని ఎరువుల ప్లాంట్‌లలో చాలా చోట్ల ఉపయోగిస్తారు.

సింథటిక్ గ్యాస్ నుండి హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తి మరియు పెట్రోలియం యొక్క థర్మల్ క్రాకింగ్ నుండి సహజ వాయువు


పెట్రోలియం యొక్క థర్మల్ క్రాకింగ్ యొక్క ఉప-ఉత్పత్తి పెద్ద మొత్తంలో హైడ్రోజన్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది, ఇది తరచుగా పెట్రోకెమికల్ మరియు ఎరువుల కర్మాగారాలకు అవసరమైన గ్యాసోలిన్, హైడ్రోజన్ యొక్క హైడ్రోజనేషన్‌లో ఉపయోగించబడుతుంది. హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తి యొక్క ఈ పద్ధతి ప్రపంచంలోని అనేక దేశాలలో అవలంబించబడింది. మొక్కలు, బోహై ఆయిల్‌ఫీల్డ్‌లోని పెట్రోకెమికల్ స్థావరాలు మొదలైనవి హైడ్రోజన్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఈ పద్ధతిని ఉపయోగిస్తాయి.

కోక్ ఓవెన్ గ్యాస్ రిఫ్రిజిరేటెడ్ హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తి
ఇతర వాయువులను ద్రవీకరించడానికి మరియు హైడ్రోజన్‌ను వదిలివేయడానికి ప్రాథమికంగా సంగ్రహించబడిన కోక్ ఓవెన్ వాయువును స్తంభింపజేయండి మరియు ఒత్తిడి చేయండి. ఈ పద్ధతి కొన్ని ప్రదేశాలలో ఉపయోగించబడుతుంది.

ఉప్పు నీటి విద్యుద్విశ్లేషణ యొక్క హైడ్రోజన్ ఉప ఉత్పత్తి
క్లోర్-క్షార పరిశ్రమలో, పెద్ద మొత్తంలో స్వచ్ఛమైన హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తి చేయబడుతుంది, ఇది హైడ్రోక్లోరిక్ ఆమ్లం యొక్క సంశ్లేషణకు ఉపయోగించబడుతుంది మరియు సాధారణ హైడ్రోజన్ లేదా స్వచ్ఛమైన హైడ్రోజన్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి కూడా దీనిని శుద్ధి చేయవచ్చు. ఉదాహరణకు, రెండవ రసాయన కర్మాగారంలో ఉపయోగించే హైడ్రోజన్ విద్యుద్విశ్లేషణ ఉప్పునీరు యొక్క ఉప ఉత్పత్తి.

బ్రూయింగ్ పరిశ్రమ యొక్క ఉప ఉత్పత్తులు
మొక్కజొన్నను అసిటోన్ మరియు బ్యూటానాల్ పులియబెట్టడానికి ఉపయోగించినప్పుడు, ఫెర్మెంటర్ యొక్క వ్యర్థ వాయువులోని హైడ్రోజన్‌లో 1/3 కంటే ఎక్కువ పదేపదే శుద్ధి చేసిన తర్వాత సాధారణ హైడ్రోజన్‌ను (97% పైన) ఉత్పత్తి చేస్తుంది మరియు సాధారణ హైడ్రోజన్‌ను ద్రవ నైట్రోజన్ ద్వారా -100 ° C కంటే తక్కువకు చల్లబరచవచ్చు, సిలికా జెల్ ట్యూబ్‌లో, చిన్న మొత్తంలో హైడ్రోజన్‌ను ఉత్పత్తి చేయవచ్చు (ఇంకా p వంటి) 99.99% కంటే). ఉదాహరణకు, బీజింగ్ బ్రూవరీ ఈ ఉప-ఉత్పత్తి హైడ్రోజన్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది, ఇది క్వార్ట్జ్ ఉత్పత్తులను కాల్చడానికి మరియు బాహ్య యూనిట్ల కోసం ఉపయోగించబడుతుంది.

2. ఎలా ఉంది ద్రవ హైడ్రోజన్ రవాణా చేయబడింది మరియు రవాణా మార్గాలు ఏమిటి

ప్రస్తుతం, ద్రవ హైడ్రోజన్ యొక్క రవాణా పద్ధతులు ప్రధానంగా క్రింది రకాలను కలిగి ఉన్నాయి:
మొదటిది ట్యాంక్ ట్రక్ డెలివరీ. ఈ పద్ధతి తయారీదారు నుండి వినియోగదారు ఫ్యాక్టరీ లేదా స్టేషన్‌కు ద్రవ హైడ్రోజన్‌ను బదిలీ చేయడానికి ప్రత్యేకంగా రూపొందించిన ట్యాంక్ ట్రక్కులను ఉపయోగిస్తుంది. ట్యాంక్ ట్రక్కులు సాధారణంగా రవాణా సమయంలో ద్రవ హైడ్రోజన్ యొక్క ఉష్ణోగ్రత మరియు పీడనాన్ని స్థిరంగా ఉంచడానికి బహుళ-పొర ఇన్సులేటెడ్ షెల్‌లతో రూపొందించబడ్డాయి. అయినప్పటికీ, ఈ పద్ధతిలో ట్యాంకర్‌ను నిర్మించడానికి చాలా ఖర్చు అవసరం మరియు ట్రాఫిక్ ప్రమాదాలు మరియు దూర పరిమితులు వంటి అంశాలకు ఇది హాని కలిగిస్తుంది.
రెండవది పైప్‌లైన్ డెలివరీ. ఈ విధానం భారీ ద్రవ హైడ్రోజన్ డెలివరీ పైప్‌లైన్ వ్యవస్థపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఉత్పత్తి కర్మాగారం ద్వారా లిక్విడ్ హైడ్రోజన్ పైప్‌లైన్ సిస్టమ్‌లోకి ఇంజెక్ట్ చేయబడుతుంది, ఆపై భూగర్భ పైప్‌లైన్‌ల ద్వారా వినియోగదారు ఫ్యాక్టరీ లేదా హైడ్రోజన్ ఇంధనం నింపే స్టేషన్‌కు రవాణా చేయబడుతుంది. పైప్‌లైన్ రవాణా అనేది పెద్ద మొత్తంలో హైడ్రోజన్ యొక్క అధిక-తీవ్రత రవాణాను తీర్చడానికి ఆర్థిక, సమర్థవంతమైన మరియు సురక్షితమైన మార్గం. కానీ అదే సమయంలో, పైప్‌లైన్ రవాణాకు పెద్ద ఎత్తున మౌలిక సదుపాయాల నిర్మాణం అవసరం, మరియు కొన్ని నష్టాలు ఉన్నాయి, కాబట్టి దాని భద్రతను నిర్ధారించడానికి కఠినమైన నిర్వహణ మరియు నిర్వహణ పని అవసరం.
మూడవది ఓడ రవాణా. ద్రవ హైడ్రోజన్‌ను సముద్రం ద్వారా ప్రపంచవ్యాప్తంగా వివిధ ప్రాంతాలకు కూడా రవాణా చేయవచ్చు. ద్రవ హైడ్రోజన్ యొక్క తక్కువ సాంద్రత కారణంగా, ఓడ రవాణాకు ప్రత్యేక నిల్వ మరియు రవాణా సౌకర్యాలు మరియు ఓడ యొక్క స్థిరత్వం మరియు ద్రవ హైడ్రోజన్ యొక్క భద్రతను నిర్ధారించడానికి సాంకేతికతలు అవసరం. ఓడ రవాణా పెద్ద మొత్తంలో ద్రవ హైడ్రోజన్ యొక్క సుదూర రవాణా అవసరాలను తీర్చగలదు, అయితే దీనికి భారీ ఆర్థిక మరియు సాంకేతిక ఖర్చులు మరియు సముద్ర భద్రతా నిబంధనలు మరియు అంతర్జాతీయ ఒప్పందాలను ఖచ్చితంగా పాటించడం అవసరం.

3. ద్రవ హైడ్రోజన్ ఉత్పత్తి చేయడం కష్టమా?

ఇది ఉత్పత్తి చేయడం చాలా కష్టం, మరియు కష్టం క్రింది అంశాలలో ఉంటుంది:
శీతలీకరణ ఉష్ణోగ్రత తక్కువగా ఉంటుంది, శీతలీకరణ సామర్థ్యం పెద్దది మరియు యూనిట్ శక్తి వినియోగం ఎక్కువగా ఉంటుంది;

హైడ్రోజన్ యొక్క ఆర్థో-పారాకన్వర్షన్ హైడ్రోజన్‌ను ద్రవీకరించడానికి అవసరమైన పనిని మీథేన్, నైట్రోజన్, హీలియం మరియు ఇతర వాయువుల కంటే చాలా ఎక్కువగా చేస్తుంది మరియు ఆర్థో-పారాకన్వర్షన్ హీట్ దాని ఆదర్శ ద్రవీకరణ పనిలో 16% వరకు ఉంటుంది;

నిర్దిష్ట వేడి యొక్క వేగవంతమైన మార్పు ఉష్ణోగ్రత పెరుగుదలతో హైడ్రోజన్ యొక్క ధ్వని వేగం వేగంగా పెరుగుతుంది. ఈ అధిక ధ్వని వేగం హైడ్రోజన్ ఎక్స్‌పాండర్ యొక్క రోటర్ అధిక ఒత్తిడిని కలిగిస్తుంది, ఎక్స్‌పాండర్ రూపకల్పన మరియు తయారీని చాలా కష్టతరం చేస్తుంది;

ద్రవ హైడ్రోజన్ ఉష్ణోగ్రత వద్ద, హీలియం మినహా ఇతర వాయువు మలినాలను ఘనీభవిస్తుంది (ముఖ్యంగా ఘన ఆక్సిజన్), ఇది పైప్‌లైన్‌ను నిరోధించి పేలుడుకు కారణమవుతుంది.

4. ద్రవ హైడ్రోజన్ యొక్క అప్లికేషన్ పరిశ్రమలు ఏమిటి?

ఏరోస్పేస్, ఏవియేషన్, ట్రాన్స్‌పోర్టేషన్, ఎలక్ట్రానిక్స్, మెటలర్జీ, కెమికల్ ఇండస్ట్రీ, ఫుడ్, గ్లాస్ మరియు సివిల్ ఫ్యూయల్ డిపార్ట్‌మెంట్లు వంటి హైడ్రోజన్ అవసరమైన చోట ద్రవ హైడ్రోజన్‌ని ఉపయోగించవచ్చు. హైడ్రోజన్ ఔషధం పరంగా, మెడికల్ లిక్విడ్ హైడ్రోజన్ హైడ్రోజన్-రిచ్ వాటర్ మెషీన్లు, హైడ్రోజన్-రిచ్ వాటర్ కప్పులు మరియు పెద్ద ప్రదేశాలలో హైడ్రోజన్ శోషణ పరికరాల కోసం హైడ్రోజన్‌ను అందిస్తుంది. ప్రస్తుతం, నా దేశంలో ద్రవ హైడ్రోజన్ యొక్క అత్యంత విస్తృతంగా ఉపయోగించే క్షేత్రం ఏరోస్పేస్.

హైడ్రోజన్ నిల్వ రంగంలో ద్రవ హైడ్రోజన్ విలువ ప్రధానంగా క్రింది అంశాలలో వ్యక్తమవుతుంది. అన్నింటిలో మొదటిది, ద్రవ హైడ్రోజన్‌కు సాధారణ వాయు హైడ్రోజన్ కంటే తక్కువ పరిమాణం అవసరం, ఇది నిల్వ స్థలాలను మరియు రవాణా ఖర్చులను బాగా తగ్గిస్తుంది. రెండవది, ద్రవ హైడ్రోజన్ నాణ్యతలో స్వచ్ఛమైనది, వాయు హైడ్రోజన్ వలె కాకుండా, ఆక్సిజన్ మరియు నైట్రోజన్ వంటి మలినాలను ఉత్పత్తి చేస్తుంది, ఇది తుది వినియోగ ప్రభావాన్ని ప్రభావితం చేస్తుంది. హైడ్రోజన్ నిల్వ మరియు రవాణా రంగంలో ద్రవ హైడ్రోజన్ అభివృద్ధి హైడ్రోజన్ యొక్క పారిశ్రామికీకరణను మెరుగుపరచడానికి మరియు అనేక రంగాలలో హైడ్రోజన్ శక్తి యొక్క అప్లికేషన్ పరిధిని విస్తరించడానికి కూడా అనుకూలంగా ఉంటుంది.