วิธีการผลิตไฮโดรเจนเหลว？
1.เป็นอย่างไรบ้าง ไฮโดรเจนเหลวที่เกิดขึ้น?
การผลิตไฮโดรเจนโดยวิธีแก๊สน้ำ
ใช้แอนทราไซต์หรือโค้กเป็นวัตถุดิบในการทำปฏิกิริยากับไอน้ำที่อุณหภูมิสูงเพื่อให้ได้ก๊าซน้ำ (C+H2O→CO+H2—ความร้อน) หลังจากการทำให้บริสุทธิ์ มันจะถูกส่งผ่านตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยไอน้ำเพื่อแปลง CO ให้เป็น CO2 (CO+H2O → CO2+H2) เพื่อให้ได้ก๊าซที่มีปริมาณไฮโดรเจนมากกว่า 80% จากนั้นกดลงในน้ำเพื่อละลาย CO2 จากนั้นจึงกำจัด CO ที่เหลือผ่านสารละลายที่มีรูปแบบถ้วย (หรือ cuprous acetate ที่มีแอมโมเนีย) เมื่อเปรียบเทียบกับไฮโดรเจนบริสุทธิ์ วิธีการนี้มีต้นทุนการผลิตไฮโดรเจนที่ต่ำกว่าและมีผลผลิตจำนวนมากและอุปกรณ์มากกว่า วิธีนี้มักใช้ในโรงงานสังเคราะห์แอมโมเนีย บางแห่งยังสังเคราะห์เมทานอลจาก CO และ H2 และบางแห่งใช้ไฮโดรเจนบริสุทธิ์น้อยกว่าด้วยไฮโดรเจน 80% ก๊าซนี้ใช้สำหรับเชื้อเพลิงเหลวเทียม วิธีนี้มักใช้ในโรงงานทดลองเคมีปักกิ่งและโรงงานปุ๋ยไนโตรเจนขนาดเล็กในหลายสถานที่
การผลิตไฮโดรเจนจากก๊าซสังเคราะห์และก๊าซธรรมชาติจากการแตกตัวด้วยความร้อนของปิโตรเลียม
ผลพลอยได้จากการแตกร้าวด้วยความร้อนของปิโตรเลียมทำให้เกิดไฮโดรเจนจำนวนมาก ซึ่งมักใช้ในการเติมไฮโดรเจนของน้ำมันเบนซิน ไฮโดรเจนที่โรงงานปิโตรเคมีและปุ๋ยต้องการ วิธีการผลิตไฮโดรเจนนี้ถูกนำมาใช้ในหลายประเทศทั่วโลก พืช ฐานปิโตรเคมีในบ่อน้ำมันป๋อไห่ ฯลฯ ล้วนใช้วิธีนี้เพื่อผลิตไฮโดรเจน
การผลิตไฮโดรเจนในเตาอบโค้กด้วยแก๊สแช่เย็น
แช่แข็งและอัดแรงดันแก๊สเตาอบโค้กที่ถูกสกัดเบื้องต้นเพื่อทำให้ก๊าซอื่นๆ กลายเป็นของเหลวและเหลือไฮโดรเจนไว้ วิธีนี้ใช้ในบางแห่ง
ผลพลอยได้จากไฮโดรเจนจากอิเล็กโทรไลซิสของน้ำเกลือ
ในอุตสาหกรรมคลอร์อัลคาไล มีการผลิตไฮโดรเจนบริสุทธิ์จำนวนมากซึ่งใช้สำหรับการสังเคราะห์กรดไฮโดรคลอริก และยังสามารถทำให้บริสุทธิ์เพื่อผลิตไฮโดรเจนธรรมดาหรือไฮโดรเจนบริสุทธิ์ได้อีกด้วย ตัวอย่างเช่น ไฮโดรเจนที่ใช้ในโรงงานเคมีแห่งที่สองเป็นผลพลอยได้จากน้ำเกลือด้วยไฟฟ้า
ผลพลอยได้จากอุตสาหกรรมการผลิตเบียร์
เมื่อใช้ข้าวโพดในการหมักอะซิโตนและบิวทานอล ไฮโดรเจนมากกว่า 1/3 ในก๊าซเสียของเครื่องหมักสามารถผลิตไฮโดรเจนธรรมดาได้ (สูงกว่า 97%) หลังจากการทำให้บริสุทธิ์ซ้ำแล้วซ้ำอีก และไฮโดรเจนธรรมดาสามารถทำให้เย็นลงได้ต่ำกว่า -100°C ด้วยไนโตรเจนเหลว ในหลอดซิลิกาเจล สิ่งเจือปน (เช่น N2 จำนวนเล็กน้อย) สามารถถูกกำจัดออกเพิ่มเติมเพื่อผลิตไฮโดรเจนบริสุทธิ์ (มากกว่า 99.99%) ตัวอย่างเช่น โรงเบียร์ปักกิ่งผลิตไฮโดรเจนที่เป็นผลพลอยได้ ซึ่งใช้ในการเผาผลิตภัณฑ์ควอตซ์และสำหรับหน่วยภายนอก
2.เป็นอย่างไรบ้าง ไฮโดรเจนเหลว การขนส่งและมีรูปแบบการขนส่งอะไรบ้าง
ปัจจุบันวิธีการขนส่งไฮโดรเจนเหลวส่วนใหญ่มีประเภทดังต่อไปนี้:
ประการแรกคือการส่งมอบรถบรรทุกถัง วิธีนี้ใช้รถบรรทุกถังที่ออกแบบมาเป็นพิเศษเพื่อถ่ายเทไฮโดรเจนเหลวจากผู้ผลิตไปยังโรงงานหรือสถานีของผู้ใช้ รถบรรทุกแทงค์มักได้รับการออกแบบให้มีเปลือกหุ้มฉนวนหลายชั้นเพื่อรักษาอุณหภูมิและความดันของไฮโดรเจนเหลวให้คงที่ในระหว่างการขนส่ง อย่างไรก็ตาม วิธีการนี้ต้องใช้ต้นทุนจำนวนมากในการสร้างเรือบรรทุกน้ำมัน และมีความเสี่ยงต่อปัจจัยต่างๆ เช่น อุบัติเหตุจราจร และข้อจำกัดด้านระยะทาง
ประการที่สองคือการส่งมอบไปป์ไลน์ วิธีการนี้อิงตามระบบท่อส่งไฮโดรเจนเหลวขนาดใหญ่ โรงงานผลิตฉีดไฮโดรเจนเหลวเข้าไปในระบบท่อ จากนั้นจึงขนส่งไปยังโรงงานของผู้ใช้หรือสถานีเติมไฮโดรเจนผ่านท่อใต้ดิน การขนส่งทางท่อเป็นวิธีที่ประหยัด มีประสิทธิภาพ และปลอดภัยเพื่อรองรับการขนส่งไฮโดรเจนปริมาณมากที่มีความหนาแน่นสูง แต่ในขณะเดียวกัน การขนส่งทางท่อจำเป็นต้องมีการก่อสร้างโครงสร้างพื้นฐานขนาดใหญ่ และมีความเสี่ยงอยู่บ้าง ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการจัดการและบำรุงรักษาที่เข้มงวดเพื่อความปลอดภัย
ประการที่สามคือการขนส่งทางเรือ ไฮโดรเจนเหลวสามารถขนส่งทางทะเลไปยังภูมิภาคต่างๆ ทั่วโลกได้ เนื่องจากไฮโดรเจนเหลวมีความหนาแน่นต่ำ การขนส่งทางเรือจึงต้องมีสิ่งอำนวยความสะดวกและเทคโนโลยีในการจัดเก็บและการขนส่งพิเศษ เพื่อให้มั่นใจในเสถียรภาพของเรือและความปลอดภัยของไฮโดรเจนเหลว การขนส่งทางเรือสามารถตอบสนองความต้องการการขนส่งระยะไกลของไฮโดรเจนเหลวจำนวนมาก แต่ต้องใช้ต้นทุนทางเศรษฐกิจและเทคนิคจำนวนมาก และการปฏิบัติตามกฎระเบียบด้านความปลอดภัยทางทะเลและอนุสัญญาระหว่างประเทศอย่างเข้มงวด
3. ไฮโดรเจนเหลวผลิตยากหรือไม่?
มันยากกว่าในการผลิต และความยากอยู่ที่ประเด็นต่อไปนี้:
อุณหภูมิการทำความเย็นต่ำ ความสามารถในการทำความเย็นมีขนาดใหญ่ และการใช้พลังงานต่อหน่วยสูง
การเปลี่ยนรูปออร์โธพาราคอนเวอร์ชันของไฮโดรเจนทำให้งานที่จำเป็นในการทำให้ไฮโดรเจนกลายเป็นของเหลวมีมากกว่างานของมีเทน ไนโตรเจน ฮีเลียม และก๊าซอื่นๆ มาก และความร้อนในการเปลี่ยนรูปออร์โธพาราคอนเวอร์ชันคิดเป็นประมาณ 16% ของงานการทำให้กลายเป็นของเหลวในอุดมคติ
การเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วของความร้อนจำเพาะทำให้ความเร็วเสียงของไฮโดรเจนเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น ความเร็วเสียงที่สูงนี้ทำให้โรเตอร์ของตัวแผ่ขยายไฮโดรเจนมีความเครียดสูง ทำให้การออกแบบและการผลิตตัวแผ่ขยายทำได้ยากมาก
ที่อุณหภูมิไฮโดรเจนเหลว สิ่งเจือปนในก๊าซอื่นๆ ยกเว้นฮีเลียมจะแข็งตัว (โดยเฉพาะออกซิเจนที่เป็นของแข็ง) ซึ่งอาจปิดกั้นท่อและทำให้เกิดการระเบิด
4. อุตสาหกรรมการประยุกต์ใช้ไฮโดรเจนเหลวมีอะไรบ้าง?
ในกรณีที่จำเป็นต้องใช้ไฮโดรเจน เช่น การบินและอวกาศ การบิน การขนส่ง อิเล็กทรอนิกส์ โลหะวิทยา อุตสาหกรรมเคมี อาหาร แก้ว และแม้แต่แผนกเชื้อเพลิงพลเรือน ไฮโดรเจนเหลวก็สามารถนำมาใช้ได้ ในแง่ของการแพทย์ไฮโดรเจน ไฮโดรเจนเหลวทางการแพทย์สามารถให้ไฮโดรเจนสำหรับเครื่องทำน้ำที่มีไฮโดรเจน ถ้วยน้ำที่มีไฮโดรเจน และอุปกรณ์ดูดซับไฮโดรเจนในสถานที่ขนาดใหญ่ ในปัจจุบัน ทุ่งไฮโดรเจนเหลวที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในประเทศของฉันคือการบินและอวกาศ
มูลค่าของไฮโดรเจนเหลวในด้านการจัดเก็บไฮโดรเจนนั้นส่วนใหญ่แสดงออกมาในด้านต่อไปนี้ ประการแรก ไฮโดรเจนเหลวต้องใช้ปริมาตรน้อยกว่าก๊าซไฮโดรเจนธรรมดา ซึ่งสามารถลดต้นทุนการจัดเก็บและค่าขนส่งได้อย่างมาก ประการที่สอง ไฮโดรเจนเหลวมีคุณภาพบริสุทธิ์มากกว่า ซึ่งแตกต่างจากไฮโดรเจนที่เป็นก๊าซซึ่งจะก่อให้เกิดสิ่งเจือปน เช่น ออกซิเจนและไนโตรเจน ซึ่งจะส่งผลต่อผลการใช้งานขั้นสุดท้าย การพัฒนาไฮโดรเจนเหลวในด้านการจัดเก็บและการขนส่งไฮโดรเจนยังเอื้อต่อการปรับปรุงอุตสาหกรรมไฮโดรเจนและขยายขอบเขตการใช้พลังงานไฮโดรเจนในหลายสาขา
