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℃的低温,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。由于冷氢与环境温度之间存在较大的温差,因此对所用材料和绝缘有很高的要求。贵州加氢站氢气运输方案
传统行业氢气作为一种工业气体,在石油化工、电子工业、冶金工业、食品加工、浮法玻璃、精细有机合成、航空航天等方面有应用。如在炼油工业中,氢气被用于燃料油、石油炼制等的加氢精制来提高油品的质量。在玻璃制造的高温加工过程及电子微芯片的制造过程中,在保护气中加入氢气以去除残余的氧,防止氧化的发生。氢能与燃料电池行业在氢能与燃料电池领域方面,氢气作为绿色无污染的新能源燃料,主要应用在交通领域,如氢燃料电池汽车、氢燃料电池船舶、氢动力航空等方面。其中,氢燃料电池乘用车、公交车、叉车已经投入市场。如北上广深等大城市均投入使用氢燃料电池公交车,行驶过程中无二氧化碳排放,比传统汽油内燃机车更环保。氢气属于危险化学品、具有易燃易爆的特点,因此在氢气供应的过程中,联悦以“安全第一”为首要原则,做到“多检查、多记录”来确保客户的安全供气。氢气供应方式主要分为钢瓶供应和管束车供应。每个钢瓶的氢气容量大约为5~9方,16个钢瓶为1瓶组,每辆货车装8-14组,即每车可装氢气约为600~2000方,适合用气量较小的用户;而氢气管束车每车可装约5,000~7000方氢气,适合于用气量较大的企业。贵州加氢站氢气运输方案目前我国氢气的输运几乎都依赖长管拖车, 满足不了大规模氢气使用和氢能源产业的发展。
储氢合金固态氢运输该技术利用稀土系、钛系、锆系和镁系等金属或合金的吸氢特性,与氢气反应产生稳定氢化物,在常温常压下运输至目的地之后再通过加热释放氢气。利用该技术同样可以大幅度提升氢气运输的体积能量密度。理论上,与高压钢瓶同等重量的储氢合金所能吸纳的氢气量是高压钢瓶的上千倍。但储氢合金本身价格昂贵,目前*用于电池领域,用于大规模氢气运输并不现实。二、主要氢气运输技术成本分析从上述分析可知,目前从技术上适用于大规模氢气运输的成熟技术方案主要为集装管束运输、管道运输、液氢槽罐车运输及LOHC运输。以下分别对不同技术方案的运输成本加以分析。(一)集装管束运输成本集装管束拖车运输成本主要包括:拖车折旧费、维护保养费、氢气压缩耗电、人员工资及运输油耗等。成本测算假设:目前国内集装管束拖车的价格约100万/台,使用年限10年。每辆拖车配备司机两名,每人每年工资及福利费共15万。拖车满载氢气可达460kg,每百公里消耗柴油约25升。拖车平均运行速度假设为50km/小时,两端装卸时间约5小时,年有效工作时间为4500小时。氢气压缩过程耗电1kwh/kg.
但随着固氢技术的突破,这种方便的输配方式预期可得到使用。高压氢气运输,氢气通常经加压至一定压力后,然后利用集装格、长管拖车和管道等工具输送。集装格由多个水容积为40L的高压氢气钢瓶组成,充装压力通常为15MPa。集装格运输灵活,对于需求量较小的用户,这是非常理想的运输方式。长管拖车由车头和拖车组成。长管拖车到达加氢站后,车头和管束拖车可分离,所以管束也可用作辅助储氢容器。目前常用的管束一般由9个直径约为,长约10m的钢瓶组成,其设计工作压力为20MPa,约可充装氢气3500标准m3。管束内氢气利用率与压缩机的吸人压力有关,大约为75%~85%。长管拖车运输技术成熟,规范完善,因此国外较多加氢站都采用长管拖车运输氢气,上海较大规模商品氢运输即采用长管拖车运输。氢气也可通过管道输送至加氢站。美国、加拿大及欧洲多个工业地区都有氢气管道,直径大约为~,压力范围为1~3MPa,流量在310~8900kg·h-1之间。目前氢气管道总长度已经超过16000km。管道的投资成本很高,与管道的直径和长度有关,比天然气管道的成本高50%~80%,其中大部分成本都用于寻找合适的路线。目前氢气管道主要用于输送化工厂的氢气液氢运输,液氢的体积密度是·m-3。 管道运输是低价的运输方式。
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:一: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。第二: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%,第三: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,第四: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。水电解制氢方法对于冷却发电机的氢气和纯度都会有比较高的要求,因此,都是采用电解水的方法制得。电解水制氢原理水电解制氢的原理很简单,就是通过电把水分解为氢气和氧气,具体的方法是:在一些电解质水溶液中通入直流电时,分解出的物质与原来的电解质完全没有关系,被分解的是作为溶剂的水,原来的电解质仍然留在水中。例如硫酸、氢氧化钠、氢氧化钾等均属于这类电解质。在电解水时,由于纯水的电离度很小,导电能力低,属于典型的弱电解质。液氢运输的能量效率高,*液化过程就消耗三分之一的氢能量,还存在氢气蒸发和运输设备绝缘的复杂技术要求。河北化工氢气运输
固态氢运输容易,不存在氢的逃逸问题,但目前固态氢的能量密度小,运输的能量效率相对较低。贵州加氢站氢气运输方案
氢气是目前已知的世界上轻的气体,化学式为H2。氢气是一种可燃烧的气体,燃烧热度大效率高,此外氢气的用处也十分普遍。氢气用量大的是作为一种关键的原油化工原料,用以生产合成氨、甲醇以及原油炼制过程的加氢反应。此外,在电子工业、冶金工业、食品工业、浮法玻璃、精巧有机合成、航空航天工业等领域也有应用。由于氢气的需求量十分大,所以氢气的制取方式的选取也就较为主要!究竟什么样的氢气的制取方式更适合?什么样的氢气的制取方式经济成本更具优势呢?常规氢气的制取方式分成两大类,一种是实验室制取氢气,一种是工业制取氢气。我们先来明白一下实验室制取氢气的方式。实验室制取氢气的方式一种化学原料是金属,一般是锌和铁,凡是金属活动性在氢气前面的金属,都可用来制取氢气。实验室里制取较多的氢气时,常用启普发生器。凡是运用块状固体(不溶于水的)跟液体反应,反应时不需加热,且生成的气体难溶于水,都可采用启普发生器展开。启普发生器由球形漏斗,器皿和导气管三大部分组成。采用时扭开导气管活塞,酸液由球形漏斗流到器皿的底部,再升高到中部跟锌粒触及而时有发生反应,产生的氢气从导气管放出。不须时关闭导气管上的活塞。贵州加氢站氢气运输方案
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