液态氢是如何产生的?
1. 怎么样 产生液态氢?
水煤气法制氢
以无烟煤或焦炭为原料,在高温下与水蒸气反应,得到水煤气(C+H2O→CO+H2—热)。净化后,通过带有水蒸气的催化剂,将CO转化为CO2(CO+H2O→CO2+H2),得到含氢量80%以上的气体,然后压入水中使CO2溶解,然后通过含有甲酸亚铜(或含有氨的乙酸亚铜)的溶液除去剩余的CO,与纯氢相比,该方法制氢成本较低,产量大 和更多设备。该方法常用于氨合成装置。有的还用CO和H2合成甲醇,少数地方使用纯度较低的氢气,含80%氢气用于人造液体燃料。这种方法在北京化工厂和很多地方的小型氮肥厂经常使用。
石油热裂解合成气和天然气制氢
石油热裂解副产品产生大量氢气,常用于汽油加氢,石化和化肥厂所需氢气。世界上许多国家都采用这种制氢方法。渤海油田的工厂、石化基地等均采用这种方法制氢。
焦炉煤气冷冻制氢
将初步抽出的焦炉煤气进行冷冻加压,使其他气体液化,留下氢气。这种方法在一些地方使用。
盐水电解副产物氢气
在氯碱工业中,产生大量的纯氢气,用于合成盐酸,也可以提纯生产普通氢气或纯氢气。例如,第二化工厂使用的氢气是电解盐水的副产品。
酿造工业的副产品
用玉米发酵丙酮、丁醇时,发酵罐废气中1/3以上的氢气经过反复提纯后可产生普通氢气(97%以上),而普通氢气可通过液氮冷却至-100℃以下,在硅胶管中进一步除去杂质(如少量N2),产生纯氢气(99.99%以上)。例如,北京啤酒厂生产这种副产品氢气,用于烧制石英产品和外部装置。
2. 怎么样 液态氢 运输以及运输方式有哪些
目前,液氢的运输方式主要有以下几种:
首先是油罐车运输。该方法使用专门设计的罐车将液氢从制造商转移到用户的工厂或站。罐车通常设计有多层隔热外壳,以保持液氢在运输过程中的温度和压力稳定。然而,这种方法需要大量的成本来建造罐车,并且容易受到交通事故和距离限制等因素的影响。
二是管道输送。这种方法基于巨大的液氢输送管道系统。液氢由生产工厂注入管道系统,然后通过地下管道输送至用户工厂或加氢站。管道运输是满足大量氢气高强度运输的经济、高效、安全的方式。但同时,管道运输需要大规模的基础设施建设,存在一定的风险,因此需要严格的管理和维护工作以确保其安全。
三是船舶运输。液态氢还可以通过海上运输到世界各地。由于液氢密度较低,船舶运输需要特殊的储运设施和技术来保证船舶的稳定性和液氢的安全。船舶运输可以满足大量液氢的长距离运输需求,但需要巨大的经济和技术成本,并且需要严格遵守海事安全法规和国际公约。
3.液氢很难生产吗?
制作难度较大,难点在于以下几点:
冷却温度低、冷却量大、单位能耗高;
氢气的正对位转化使得氢气液化所需的功远大于甲烷、氮气、氦气等气体,正位对位转化热约占其理想液化功的16%;
比热的快速变化导致氢气的声速随着温度的升高而迅速增大。这种高声速使得氢气膨胀机的转子承受很高的应力,使得膨胀机的设计和制造变得非常困难;
在液氢的温度下,除氦以外的其他气体杂质已经凝固(特别是固体氧),可能会堵塞管道并引起爆炸。
4、液氢的应用行业有哪些?
在需要氢气的地方,如航天、航空、交通、电子、冶金、化工、食品、玻璃,甚至民用燃料部门,都可以使用液氢。在氢医疗方面,医用液氢可以为富氢水机、富氢水杯、大型场所的吸氢装置等提供氢气。目前,我国液氢应用最广泛的领域是航空航天。
液氢在储氢领域的价值主要表现在以下几个方面。首先,液态氢比普通气态氢需要的体积更小,可以大大减少储存场所和运输成本。其次,液氢质量更纯净,不像气态氢会产生氧气、氮气等杂质,影响最终的使用效果。液氢在氢储运领域的发展也有利于提高氢能产业化水平,扩大氢能在多个领域的应用范围。
