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高純氫氣的用途范圍很廣,隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步,高純氫氣的應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷延伸。另外,除了歐美日等傳統(tǒng)的高純氫氣需求區(qū)域,印度、巴西、俄羅斯等新興國(guó)家和地區(qū)的高純氫氣需求量也快速增長(zhǎng)。近幾年,全球高純氫氣的市場(chǎng)需求量不斷上升,2017年已超過(guò)14億立方米。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)中國(guó)經(jīng)濟(jì)、科技迅速發(fā)展,電子工業(yè)、精細(xì)化工、冶金、食品、浮法玻璃及航天等產(chǎn)業(yè)均為國(guó)家大力發(fā)展的重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域,這些行業(yè)的發(fā)展?fàn)顟B(tài)決定著高純氫氣市場(chǎng)的需求量。近幾年我國(guó)高純氫氣行業(yè)需求量快速增長(zhǎng),2017年需求量已達(dá)到2.58億立方米,預(yù)計(jì)2022年中國(guó)高純氫氣需求量就超過(guò)4億立方米。我國(guó)高純氫氣行業(yè)發(fā)展空間較大。裝卸設(shè)備要有完善的管理操作規(guī)程,非經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的專(zhuān)業(yè)人員不能對(duì)其進(jìn)行操作,避免事故的發(fā)生。河南氫氣生產(chǎn)廠家
隨著燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,其上游氫能產(chǎn)業(yè)也得到了迅速的發(fā)展,但氫能產(chǎn)業(yè)目前還面臨著生產(chǎn)、運(yùn)輸和供氫基礎(chǔ)設(shè)施缺乏等問(wèn)題,其中氫氣的運(yùn)輸在整個(gè)氫能供應(yīng)鏈的經(jīng)濟(jì)、能耗性能中占有很大比重。本文主要討論氫氣運(yùn)輸?shù)膸追N方式及安全性,分析影響運(yùn)氫方式的選擇因素和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。高壓氫氣運(yùn)輸分為集裝格和長(zhǎng)管拖車(chē)兩類(lèi),其中,集裝格由多個(gè)40L的、壓力為15Mpa的高壓儲(chǔ)氫鋼瓶組成,運(yùn)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(chē)運(yùn)輸是將氫氣深度冷凍至21K液化,再裝入隔溫的槽罐車(chē)中運(yùn)輸,目前商用的槽罐車(chē)容量約為65m3,可容納4000kg氫氣。國(guó)外加氫站使用該類(lèi)運(yùn)輸略多于高壓氣態(tài)長(zhǎng)管拖車(chē)運(yùn)輸。管道運(yùn)輸分為氣態(tài)管道運(yùn)輸和液態(tài)管道運(yùn)輸兩類(lèi)。氣態(tài)管道直徑約~、壓力范圍為1~3Mpa,每小時(shí)流量約310~8900kg氫氣,目前該類(lèi)管道總長(zhǎng)度已超過(guò)16000km,主要分布在美國(guó)、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(zhì)環(huán)境來(lái)布局管道線路;液態(tài)管道采用真空夾套絕熱技術(shù),由內(nèi)層和外層兩個(gè)等截面同心套管構(gòu)成,且兩個(gè)管套中間抽成真空狀態(tài),防止內(nèi)管內(nèi)液氫的溫度擴(kuò)散。西藏供應(yīng)氫氣型號(hào)管道運(yùn)氫盡管前期成本大,但在長(zhǎng)距離、大規(guī)模的氫氣運(yùn)輸中,運(yùn)輸效率、成本十分具有勢(shì)。
氫氣可像天然氣那樣直接用于發(fā)動(dòng)機(jī),它燃燒后生成水,不排放CO、HC、CO2,是非常干凈的燃料。氫氣的分子量為2,是輕的元素,密度很小,沸點(diǎn)為℃,自燃點(diǎn)為400℃。氫氣用作汽車(chē)能源的主要優(yōu)點(diǎn)。來(lái)源非常豐富。氫是宇宙中含量豐富的元素之一。氫可由水電解而成,水的資源極其豐富。也可以以天然氣、煤、硫化氫為原料制取。污染很少。氫氣燃料是不含碳的燃料,廢氣中的主要成分是氫燃燒后的生成物H2O、空氣中的N2、燃燒后空氣中剩余的O2以及在高溫下生成的NOx。沒(méi)有汽油車(chē)及柴油車(chē)所排出的令人困擾的CO、HC以及微粒、鉛、硫等有害物質(zhì),不會(huì)誘發(fā)光化學(xué)煙霧,也沒(méi)有導(dǎo)致地球溫室效應(yīng)的CO2。熱效率高。氫的火焰?zhèn)鞑ニ俣缺绕透咴S多,氫是氣態(tài)燃料,混合氣形成質(zhì)量好、分配均勻,加之火焰?zhèn)鞑ニ俣雀撸试S采用較稀的混合氣;氫的自燃溫度比汽油高,抗爆性好,允許有較高的壓縮比,使得燃燒熱效率較高,燃料消耗率較低。
“氫”的發(fā)現(xiàn)早在16世紀(jì),瑞士科學(xué)家帕拉塞爾斯發(fā)現(xiàn)把鐵放入硫酸中,會(huì)產(chǎn)生一種特殊的氣體。1766年,英國(guó)化學(xué)家和物理學(xué)家卡文迪許使用多種金屬重復(fù)了帕拉塞爾斯的實(shí)驗(yàn),將氫氣收集起來(lái)并研究其性質(zhì)。因此,在化學(xué)史上,人們把氫元素的發(fā)現(xiàn)這一項(xiàng)重大成就,主要?dú)w功于卡文迪許。在工業(yè)上的分類(lèi)工業(yè)上,根據(jù)中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《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(jīng)過(guò)壓縮,進(jìn)入轉(zhuǎn)化爐加熱,而后進(jìn)入反應(yīng)爐,在催化劑的作用下,發(fā)生蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)和一氧化碳變換反應(yīng),產(chǎn)生含氫量約為70~90%的混合氣,經(jīng)過(guò)變壓吸附提純得到不同純度的氫氣產(chǎn)品。反應(yīng)公式:CH4+H2O→CO↑+3H2↑CO+H2O→CO2↑+H2↑,適用規(guī)模:2000-10000Nm3/h,特點(diǎn):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。常溫常壓下,氫氣是一種極易燃燒,無(wú)色透明、無(wú)臭無(wú)味且難溶于水的氣體。
氫氣在工業(yè)中有 用途:人們利用氫氣可以從氧化合物中奪取氧的性質(zhì),在冶金工業(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(lái)的。氫氣也是重要的化工原料。如可以利用氫氣來(lái)制造氨(NH3),并進(jìn)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(cāng)庫(kù)。而氫氣的燃燒產(chǎn)物又是水,人們一旦利用太陽(yáng)能從水中制取廉價(jià)氫氣的技術(shù)得以突破,氫氣就將成為取之不盡用之不竭的能源。利用氫氣可以從含氧化合物中奪取氧的性質(zhì),冶金工業(yè)可以冶煉金屬。黑龍江長(zhǎng)期供應(yīng)氫氣哪家便宜
加氫站是連接上游氫氣和下游燃料汽車(chē)用戶(hù)的紐帶,是產(chǎn)業(yè)鏈的。河南氫氣生產(chǎn)廠家
隨著燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,其上游氫能產(chǎn)業(yè)也得到了迅速的發(fā)展,但氫能產(chǎn)業(yè)目前還面臨著生產(chǎn)、運(yùn)輸和供氫基礎(chǔ)設(shè)施缺乏等問(wèn)題,其中氫氣的運(yùn)輸在整個(gè)氫能供應(yīng)鏈的經(jīng)濟(jì)、能耗性能中占有很大比重。加氫站按制氫地點(diǎn)可分為外供氫加氫站和站內(nèi)制氫加氫站,而對(duì)于外供氫加氫站,氫氣的運(yùn)輸是重要的一環(huán),目前主要有高壓氣體運(yùn)輸、液態(tài)氫氣運(yùn)輸和管道運(yùn)輸?shù)确绞?。高壓氫氣運(yùn)輸以長(zhǎng)管拖車(chē)為主:高壓氫氣運(yùn)輸分為集裝格和長(zhǎng)管拖車(chē)兩類(lèi),其中,集裝格由多個(gè)40L的、壓力為15Mpa的高壓儲(chǔ)氫鋼瓶組成,運(yùn)輸較為靈活,適用于需求量小的加氫站;長(zhǎng)管拖車(chē)結(jié)構(gòu)為車(chē)頭部分和拖車(chē)部分,前者提供動(dòng)力,后者主要提供存儲(chǔ)空間,由9個(gè)壓力為20Mpa、長(zhǎng)約10m的高壓儲(chǔ)氫鋼瓶組成,可充裝約3500Nm3氫氣,且拖車(chē)在到達(dá)加氫站后車(chē)頭和拖車(chē)可分離,運(yùn)輸技術(shù)成熟、規(guī)范較完善,國(guó)內(nèi)的加氫站目前多采用此類(lèi)方式運(yùn)輸。河南氫氣生產(chǎn)廠家
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