隨著燃料電池汽車產業(yè)的發(fā)展,其上游氫能產業(yè)也得到了迅速的發(fā)展,但氫能產業(yè)目前還面臨著生產、運輸和供氫基礎設施缺乏等問題,其中氫氣的運輸在整個氫能供應鏈的經濟、能耗性能中占有很大比重。本文主要討論氫氣運輸?shù)膸追N方式及安全性,分析影響運氫方式的選擇因素和未來發(fā)展趨勢。高壓氫氣運輸分為集裝格和長管拖車兩類,其中,集裝格由多個40L的、壓力為15Mpa的高壓儲氫鋼瓶組成,運輸較為靈活,適用于需求量小的加氫站;液氫的體積能量密度為·L-1,是15Mpa壓力下氫氣的。液氫槽罐車運輸是將氫氣深度冷凍至21K液化,再裝入隔溫的槽罐車中運輸,目前商用的槽罐車容量約為65m3,可容納4000kg氫氣。國外加氫站使用該類運輸略多于高壓氣態(tài)長管拖車運輸。管道運輸分為氣態(tài)管道運輸和液態(tài)管道運輸兩類。氣態(tài)管道直徑約~、壓力范圍為1~3Mpa,每小時流量約310~8900kg氫氣,目前該類管道總長度已超過16000km,主要分布在美國、加拿大和歐洲等地,其投資成本較天然氣管道高50~80%,其中大部分的成本用于搜尋合適的地質環(huán)境來布局管道線路;液態(tài)管道采用真空夾套絕熱技術,由內層和外層兩個等截面同心套管構成,且兩個管套中間抽成真空狀態(tài),防止內管內液氫的溫度擴散。電子工業(yè)可以利用氫氣來制取純硅這種半導體材料。青海環(huán)保高純氫氣廠家現(xiàn)貨
“氫”的發(fā)現(xiàn)早在16世紀,瑞士科學家帕拉塞爾斯發(fā)現(xiàn)把鐵放入硫酸中,會產生一種特殊的氣體。1766年,英國化學家和物理學家卡文迪許使用多種金屬重復了帕拉塞爾斯的實驗,將氫氣收集起來并研究其性質。因此,在化學史上,人們把氫元素的發(fā)現(xiàn)這一項重大成就,主要歸功于卡文迪許。在工業(yè)上的分類工業(yè)上,根據(jù)中國國家標準《工業(yè)氫》GB/T3634-1995,氫氣可分為高純氫(99.999%)、純氫(99.99%)、普氫(99.9%)三種。天然氣重整制氫(SMR),工藝描述:天然氣經過壓縮,進入轉化爐加熱,而后進入反應爐,在催化劑的作用下,發(fā)生蒸汽轉化反應和一氧化碳變換反應,產生含氫量約為70~90%的混合氣,經過變壓吸附提純得到不同純度的氫氣產品。反應公式:CH4+H2O→CO↑+3H2↑CO+H2O→CO2↑+H2↑,適用規(guī)模:2000-10000Nm3/h,特點:工藝穩(wěn)定,適合大規(guī)模制氫;前期投資較大,成本穩(wěn)定(管道天然氣);天然氣既作原料,又做燃料。山西各種規(guī)格高純氫氣電話在冶金工業(yè)中,氫氣主要用作還原氣,以便將金屬氧化物還原成金屬。
燃料電池對環(huán)境無污染。它是通過電化學反應,而不是采用燃燒(汽、柴油)或儲能(蓄電池)方式典型的傳統(tǒng)后備電源方案。燃燒會釋放像COx、NOx、SOx氣體和粉塵等污染物。如上所述,燃料電池只會產生水和熱。如果氫是通過可再生能源產生的(光伏電池板、風能發(fā)電等),整個循環(huán)就是徹底的不產生有害物質排放的過程。無噪聲燃料電池運行安靜,噪聲大約只有55dB,相當于人們正常交談的水平。這使得燃料電池適合于室內安裝,或是在室外對噪聲有限制的地方。高效率燃料電池的發(fā)電效率可以達到50%以上,這是由燃料電池的轉換性質決定的,直接將化學能轉換為電能,不需要經過熱能和機械能(發(fā)電機)的中間變換。
氫氣是一種理想的燃料。氫氣的資源非常豐富,水就是氫的倉庫。而氫氣的燃燒產物又是水,一旦利用太陽能從水中制取廉價氫氣的技術得以突破,氫氣就將成為取之不盡用之不竭的能源。氫氣燃燒時放出的熱量比同質量的汽油高三倍,而且污染少。液態(tài)氫是一種高能燃料,可供發(fā)射火箭、宇宙飛船使用。因此氫氣是一種很有發(fā)展前途的燃料。利用氫氣可以從含氧化合物中奪取氧的性質,冶金工業(yè)可以冶煉金屬。例如,在工業(yè)和民用工業(yè)上都很重要的金屬鎢、鉬等,就是利用氫氣煉制出來的。用氫氣冶煉金屬鎢的化學方程式如下:WO3+3H2W+3H2O根據(jù)同樣的道理,電子工業(yè)可以利用氫氣來制取半導體材料——高純硅。氫氣也是重要的化工原料。例如,可以利用氫氣來制造氨(NH3),并進一步制造化肥。也可以用氫氣制造鹽酸,把液態(tài)植物油制成人造黃油等。氫氣還是一種理想的燃料。氫氣的資源非常豐富,水就是氫的倉庫。而氫氣的燃燒產物又是水。氫氣可用于汽車、飛機、輪船、火箭等領域,其中目前主要、前景廣闊的應用場景是氫燃料電池車。
高純氮氣可用于保護加熱,防止鋼、鐵、銅、鋁制品氧化、脫碳,因而用于光亮淬火、光亮退火、光亮回火等金屬熱處理工藝中。高純氫氣,高純度氮氣具有較多優(yōu)勢,其用途十分***。可以將高純氮氣運用在大規(guī)模集成電路和半導體元件的的制作上,為其提供氮氣源保護作用,還可以將高純氮氣運用在清洗、密封、置換、蒸發(fā)等工作中,充分利用高純氮氣的優(yōu)勢,為高純潔凈環(huán)境空間提供氣體保護,高純氮氣甚至還可以運用在航天技術中,保障航天行業(yè)發(fā)展。在真空熱處理時,高純氮氣常作為冷卻介質,用于金屬部件的低溫裝配;充氮加壓油淬時,高純氮氣既可保護真空爐的電熱元件又可通過調節(jié)氮氣壓力,提高金屬部件的淬硬性。在電子行業(yè)中,高純度氮氣運用非常多。在半導體與集成電路制造與生產過程中,需要高純氮氣對其進氛保護與清洗,保證半導體與集成電路的質量。管道氫氣運輸?shù)某杀局饕ü艿澜ㄔO費用折舊與攤銷、直接運行維護費用、管理費及氫氣壓縮成本等。甘肅長期供應高純氫氣服務價格
目前氫儲能系統(tǒng)效率為電化學儲能的50%左右、抽水蓄能的60%左右。青海環(huán)保高純氫氣廠家現(xiàn)貨
必須使氫的能量密度更高才能用于運輸。有三種方法可以做到這一點。氫可以被壓縮,液化或化學結合。在相同能量下,壓縮到800個大氣壓的氫氣所占體積比汽油大3倍。如果車輛要攜帶足夠的氫氣以實用,則必須達到此密度。每平方英寸800巴的壓力達到6噸或12,000磅。將這種壓力容納在輕型罐中非常困難。災難性坦克故障釋放的能量與相等重量的一樣多。由度鋼制成的儲罐重量是其所含氫的100倍。使用鋼制儲罐的卡車或汽車不切實際,因為儲罐的重量幾乎是車輛的重量。由碳纖維制成的高壓氫氣罐可能是一種解決方案。碳纖維是用于飛機和體育用品的材料。典型的18輪半卡車載有兩個90加侖的油箱,可行駛750英里。典型的4缸轎車具有18加侖的油箱,可行駛575英里。青海環(huán)保高純氫氣廠家現(xiàn)貨
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