随着燃料电池汽车产业的发展,其上游氢能产业也得到了迅速的发展,但氢能产业目前还面临着生产、运输和供氢基础设施缺乏等问题,其中氢气的运输在整个氢能供应链的经济、能耗性能中占有很大比重。本文主要讨论氢气运输的几种方式及安全性,分析影响运氢方式的选择因素和未来发展趋势。高压氢气运输分为集装格和长管拖车两类,其中,集装格由多个40L的、压力为15Mpa的高压储氢钢瓶组成,运输较为灵活,适用于需求量小的加氢站;液氢的体积能量密度为·L-1,是15Mpa压力下氢气的。液氢槽罐车运输是将氢气深度冷冻至21K液化,再装入隔温的槽罐车中运输,目前商用的槽罐车容量约为65m3,可容纳4000kg氢气。国外加氢站使用该类运输略多于高压气态长管拖车运输。管道运输分为气态管道运输和液态管道运输两类。气态管道直径约~、压力范围为1~3Mpa,每小时流量约310~8900kg氢气,目前该类管道总长度已超过16000km,主要分布在美国、加拿大和欧洲等地,其投资成本较天然气管道高50~80%,其中大部分的成本用于搜寻合适的地质环境来布局管道线路;液态管道采用真空夹套绝热技术,由内层和外层两个等截面同心套管构成,且两个管套中间抽成真空状态,防止内管内液氢的温度扩散。电子工业可以利用氢气来制取纯硅这种半导体材料。吉林环保工业氢气厂家供应
必须使氢的能量密度更高才能用于运输。有三种方法可以做到这一点。氢可以被压缩,液化或化学结合。在相同能量下,压缩到800个大气压的氢气所占体积比汽油大3倍。如果车辆要携带足够的氢气以实用,则必须达到此密度。每平方英寸800巴的压力达到6吨或12,000磅。将这种压力容纳在轻型罐中非常困难。灾难性坦克故障释放的能量与相等重量的一样多。由度钢制成的储罐重量是其所含氢的100倍。使用钢制储罐的卡车或汽车不切实际,因为储罐的重量几乎是车辆的重量。由碳纤维制成的高压氢气罐可能是一种解决方案。碳纤维是用于飞机和体育用品的材料。典型的18轮半卡车载有两个90加仑的油箱,可行驶750英里。典型的4缸轿车具有18加仑的油箱,可行驶575英里。西藏各种规格工业氢气供应商氢气输运方法主要是长管拖车、气体管道、液态氢气。
在氢能全产业链中,氢的储运是制约我国氢能和燃料电池产业发展的关键环节,因为氢气特殊的物理、化学性能,使得它储运难度大、成本较高。关于氢气的储运问题,业内一直在研讨之中。目前的技术条件下,不同的运氢方式均有一定程度的危险性。高压运输方式具有易爆的危险性,液氢运输方式在热量丢失后,会气化使容器内压力越来越高,形成易爆的危险特征、管道运输的输氢管长期处于高压下,易产生氢脆现象,使管道断裂产生泄露。高压气态储氢高压气态储氢存在一定的危险性,但能通过适当的方式降低风险。在高压运输方式中,目前美国已出台了相应的标准设计,如长管拖车需符合DOT-3AA/3AAX压缩气体运输标准,使其安全系数达到、出台的E-8009标准,限定了储氢材料的钢材成分以及可承受的压力等;我国上海则通过控制运氢外部温度和时间段来提高运氢的安全性,如当户外气温大于30℃,能在夜间运输。高压气体运输方式存在一定的危险性,但能通过适当的方式降低风险。
氢气用作汽车能源的主要优点,来源非常丰富。氢是宇宙中含量丰富的元素之一。氢可由水电解而成,水的资源极其丰富。也可以以天然气、煤、硫化氢为原料制取。污染很少。氢气燃料是不含碳的燃料,废气中的主要成分是氢燃烧后的生成物H2O、空气中的N2、燃烧后空气中剩余的O2以及在高温下生成的NOx。没有汽油车及柴油车所排出的令人困扰的CO、HC以及微粒、铅、硫等有害物质,不会诱发光化学烟雾,也没有导致地球温室效应的CO2。热效率高。氢的火焰传播速度比汽油高许多,氢是气态燃料,混合气形成质量好、分配均匀,加之火焰传播速度高,允许采用较稀的混合气;氢的自燃温度比汽油高,抗爆性好,允许有较高的压缩比,使得燃烧热效率较高,燃料消耗率较低。加氢站是连接上游氢气和下游燃料汽车用户的纽带,是产业链的。
氢气是在已知气体中较轻的气体,在常温常压下是无色无臭无味的可燃性气体,在空气和氧气中有很宽的可燃范围。氢气的燃点较高,但其点火能很小,所以很容易着火,在微小的静电火花下也容易着火,接触明火或遇热时就可燃烧,发出几乎看不见的火焰。氢气又是一种高能燃料,当与空气或其他氧化剂结合着火时,以放热或的方式释放出量的能量,其反应的猛烈程度取决于燃烧的条件。高纯氢气是指纯度等于或高于99.999%的氢气。高纯氢气在空气中的可燃限为4.0%~75.0%(V),自燃温度为571.2℃,相对密度ds(0℃,空气=1)为0.06960,液体密度70.96kg/m³(-252.8℃,101.3kPa),沸点-252.8℃,熔点-259.2℃。氢分子由两种同分异构体组成,常温下正仲氢比例为75:25。随着温度降低,仲氢比例提高,伴随着放出转化热。20.4K时平衡组成为0.2:99.8。氢气是一种很有发展前途的燃料。宁夏环保工业氢气
氢气有易燃易爆性,容易发生,所以纯氢有一定危险性。吉林环保工业氢气厂家供应
在化学工业中,氢气是合成氨、甲醇等的主要原料之一;在炼油工业中,氢气被范围很广用于对石脑油、粗柴油、燃料油、重油的脱硫、石油炼制、催化裂化以及不饱和烃等的加氢精制以提高油品的质量;尼龙塑料、农药、油脂化学和精细化学品加工中都需要氢气生产相应产品。在电子工业中,氢气主要用作保护气体。电子材料、半导体材料和器件、集成电路及电真空器件生产中,都需要高纯氢做还原气、携带气和保护气。在冶金工业中,有色金属如:钨、钼、钛等生产和加工中,使用氢作还原剂和保护气。在硅钢片、磁性材料和磁性合金生产中,也需要高纯氢气作保护气,以提高磁性和稳定性。在精密合金退火。粉末冶金生产中,薄板和带钢轧制中常用氢—氮做保护气。在油脂工业中,将液态油氢化为固态或半固态的脂肪,生产人造奶油或肥皂工业用的硬化油,可稳定贮存,并能抵抗细菌的生长,提高油的黏度。氢气还用于动植物油脂的硬化,如制造人造奶油、脆化奶油、润滑脂等。轻工业中,如:石英玻璃、人造宝石的制造和加工、浮法玻璃生产中,都使用氢气做燃烧气或保护气。其他,氢气作为汽轮发电机的冷却剂。吉林环保工业氢气厂家供应
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