体积能量密度达到·L-1,是气氢15MPa运输压力下的。因此将氢气深冷至21K液化后,再利用槽罐车或者管道运输可提高运输效率。槽罐车的容量大约为65m3,每次可净运输约4000kg氢气,国外加氢站采用槽车液氢运输的方式要略多于气态氢气的运输方式。液氢管道都采用真空夹套绝热,由内外两个等截面同心套管组成,两个套管之间抽成高度的真空。除了槽罐车和管道,液氢还可以利用铁路和轮船进行长距离或跨洲际输送。深冷铁路槽车长距离运输液氢是一种既能满足较大输氢量又是比较快速、经济的运氢方法。这种铁路槽车常用水平放置的圆筒形杜瓦槽罐,其储存液氢的容量可达到100m3,特殊大容量的铁路槽车甚至可以运输120~200m3的液氢。目前*有非常少量的氢气采用铁路运输。表1定性地比较了上述几种方式的适用场合、运输量、技术成熟程度、应用情况及其优缺点。尽管氢气运输方式众多,但从发展趋势来看,在今后相当长一段时期内加氢站氢气主要通过长管拖车、槽车和气氢管道进行运输。因此,本文对这三种运输方式进行了更为深入的研究。2氢气运输成本分析氢气的运输成本足选择氢气运输方式的重要指标。为了计算氢气的运输成本,本研究小组基于Excel开发了氢气运输成本模型。 低压氢气的管道运输在欧洲和美国已有70多年的历史。四川环保氢气运输
目前,在工业生产中要想获得氢气,通常是采用以下的几个方法。把水蒸汽通过灼热的焦炭得到氢气,但是通过这种方式得到的氢气通常只有75%的纯度。将水蒸汽通过灼热的铁得到氢气,通过这种方式得到的氢气纯度相对之下会高一点,纯度大概有97%。是通过水煤气中提取氢气,这种方式得到的氢气纯度也是相当低,因此也很少人采用这种方式获得氢气。水电解制氢。水电解制氢是目前工业使用 多的一种方法,同时纯度也是 高的一种方法,纯度可以达到99%以上,这是工业上制备氢气的一种重要方法。在电解氢氧化钠(钾)溶液时,阳极上放出氧气,阴极上放出氢气。电解氯化钠水溶液制造氢氧化钠时,也可得到氢气。河南低温氢气运输氢能发展离不开全产业链技术创新和突破。
氢运输主要运输四种状态的氢:低压氢气、高压氢气、液氢和固态氢(金属氢化物储氢和有机氢化物储氢等)。运输技术主要有管道运输、机动车运输、船运。选择何种运输方式基于以下四点综合考虑:运输过程的能量效率、氢的运输量、运输过程氢的损耗、运输里程。液氢运输的能量效率高,但是液化过程就消耗三分之一的氢能量,同时还存在氢气蒸发和运输设备绝缘的复杂技术要求。可见,液氢只适合于短途运输。氢运输主要运输四种状态的氢:低压氢气、高压氢气、液氢和固态氢(金属氢化物储氢和有机氢化物储氢等)。运输技术主要有管道运输、机动车运输、船运。选择何种运输方式基于以下四点综合考虑:运输过程的能量效率、氢的运输量、运输过程氢的损耗、运输里程。液氢运输的能量效率高,但是液化过程就消耗三分之一的氢能量,同时还存在氢气蒸发和运输设备绝缘的复杂技术要求。可见,液氢只适合于短途运输。
氢气用作汽车能源的主要问题,成本高。地球上氢气储量固然丰富。 但以目前的技术,制取氢的成本太高。用电解水的方法制取氢,是目前工业上主要的生产氢气的方法,如果用这种方法制取氢气,再把氢气用作汽车燃料,从能源效率上来讲是不合算的。储带不便。氢气在汽车上的储带十分不便。气态储带,能量密度低的缺点很突出,如果要求氢气汽车与汽油汽车保持同样的行驶里程,则储气罐的体积约为汽油油箱的20倍;这对解决必要的行驶里程相当困难;液态储带要求-253℃的温,需要采用隔热的油箱,且有蒸发损失,成本很高;金属氢化物储带(即气态氢在200~250个大气压下与某种金属化合,形成几毫米大小的固体金属氢化物,把这种金属氢化物带在汽车上,使用时将其加热分解,释放出氢气供内燃机燃烧,剩余金属可再次与氢气化合,循环使用)方式进展较大,似有更好的前景。动力性较差。氢气虽然热效率高,但其密度很小,在气缸中将挤占相当一部分容积,影响空气量,反过来也影响了氢气量。此外,氢的单位质量热值虽然高,但单位容积热值低。这都会影响氢气发动机的动力性。氢气可作为飞艇的填充气体(由于氢气具有可燃性,安全性不高,飞艇现多用氦气填充)。
用铁、锌等与稀硫酸、稀盐酸作用制得“易燃空气”(即氢气),并用普利斯特里发明的排水集气法把它收集起来,进行研究。他发现一定量的某种金属分别与足量的各种酸作用,所产生的这种气体的量是固定的,与酸的种类、浓度都无关。他还发现氢气与空气混合后点燃会发生;又发现氢气与氧气化合生成水,从而认识到这种气体和其它已知的各种气体都不同。但是,由于他是燃素说的虔诚信徒,按照他的理解:这种气体燃烧起来这么猛烈,一定富含燃素;硫磺燃烧后成为硫酸,那么硫酸中是没有燃素的;而按照燃素说金属也是含燃素的。所以他认为这种气体是从金属中分解出来的,而不是来自酸中。他设想金属在酸中溶解时,“它们所含的燃素便释放出来,形成了这种可燃空气”。他甚至曾一度设想氢气就是燃素,这种推测很快就得以当时的一些杰出化学家舍勒、基尔万(Kirwan,)等的赞同。由于把氢气充到气球中,气球便会徐徐上升,这种现象当时曾被一些燃素学说的信奉者们用来作为他们“论证”燃素具有负重量的根据。但卡文迪许究竟是一位非凡的科学家,后来他弄清楚了气球在空气中所受浮力问题,通过精确研究,证明氢气是有重量的,只是比空气轻很多。 氢气是世界上已知的轻的气体,它的密度非常小,只有空气的1/14,即在标准大气压,0℃下。四川环保氢气运输
储氢可分为压气态储氢、温液态储氢、有机液态储氢、固态储氢。四川环保氢气运输
当前氢能产业已经进入快速发展阶段。2021年,全球氢气产量约为每年7000万吨。中国是世界上比较大的氢气生产国,每年产量2200万吨,约占世界产量的三分之一。但由于氢气体积能量密度极低且液化困难,其运输成本远远超过石油及天然气等传统燃料,达到交货成本的6%左右。而且随着规模经济与技术进步导致的制氢成本下降,运输成本的比重还会不断增加。氢气的输运包括工业钢瓶、集装格、长管拖车、气体管道、液态氢气、有机液体、储氢合金等方法。单个工业氢气钢瓶的容积为40L,压力为15MPa,储氢为0.5kg。集装格由9~20个氢气钢瓶组成,储氢3~10kg,主要是实验室规模的氢气输运。100kg以上的氢气输运方法主要是长管拖车、气体管道、液态氢气。四川环保氢气运输
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