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。氢气属于危险化学品、具有易燃易爆的特点。石家庄氢气运输商家
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。青海管道氢气运输压缩储氢由于其有限的能量密度而具有高成本;低温罐由于蒸发损失只能在有限的时间内保持要求的压强水平。
常温常压下,氢气是一种极易燃烧,无色透明、无臭无味且难溶于水的气体。氢气是世界上已知的密度**小的气体,氢气的密度只有空气的1/14,即氢气在1标准大气压和0℃,氢气的密度为。所以氢气可作为飞艇、氢气球的填充气体(由于氢气具有可燃性,安全性不高,飞艇现多用氦气填充)。氢气是相对分子质量**小的物质,主要用作还原剂。氢气(H2)**早于16世纪初被人工制备,当时使用的方法是将金属置于强酸中。1766–1781年,亨利·卡文迪许发现氢元素,氢气燃烧生成水(2H₂+O₂点燃=2H₂O),拉瓦锡根据这一性质将该元素命名为“hydrogenium”(“生成水的物质”之意,"hydro"是“水”,"gen"是“生成”,"ium"是元素通用后缀)。19世纪50年代英国医生合信()编写《博物新编》(1855年)时,把"hydrogen"翻译为“轻气”,意为**轻气体。工业上一般从天然气或水煤气制氢气,而不采用高耗能的电解水的方法。制得的氢气大量用于石化行业的裂化反应和生产氨气。氢气分子可以进入许多金属的晶格中,造成“氢脆”现象,使得氢气的存储罐和管道需要使用特殊材料(如蒙耐尔合金),设计也更加复中国实现氢气的低温制备和存储,荣获科技部2017年度中国科学进展。
“氢”的发现早在16世纪,瑞士科学家帕拉塞尔斯发现把铁放入硫酸中,会产生一种特殊的气体。1766年,英国化学家和物理学家卡文迪许使用多种金属重复了帕拉塞尔斯的实验,将氢气收集起来并研究其性质。因此,在化学史上,人们把氢元素的发现这一项重大成就,主要归功于卡文迪许。在工业上的分类工业上,根据中国国家标准《工业氢》GB/T3634-1995,氢气可分为高纯氢(99.999%)、纯氢(99.99%)、普氢(99.9%)三种。天然气重整制氢(SMR),工艺描述:天然气经过压缩,进入转化炉加热,而后进入反应炉,在催化剂的作用下,发生蒸汽转化反应和一氧化碳变换反应,产生含氢量约为70~90%的混合气,经过变压吸附提纯得到不同纯度的氢气产品。反应公式:CH4+H2O→CO↑+3H2↑CO+H2O→CO2↑+H2↑,适用规模:2000-10000Nm3/h,特点:工艺稳定,适合大规模制氢;前期投资较大,成本稳定(管道天然气);天然气既作原料,又做燃料。按照氢在输运时所处状态的不同,和如何储存一样可以分为:气氢输送、液氢输送和固氢输送。
当加氢站数量少时,运输成本可高达·kg-1。随着加氢站数量的增加和加氢站规模的增大,成本逐渐降低。但是在加氢站数量较少时,成本在下降过程中出现波动,这与长管拖车利用效率有关,例如当加氢站规模750kg·d-1时,长管拖车处于高负荷工作状态,但当规模增加到900kg·d-1时,由于需要增加管束,降低长管拖车总体负荷强度,利用率降低,所以运输成本上升。当加氢站网络的数量达到8个后,运输成本逐渐稳定在·kg-1。图2是液氢的运输成本。可看到,随着加氢站数量和规模的增加,液氢的运输成本快速降低。液氢槽车运输氢气的比较低成本为·kg-1,将近为长管拖车的1/6。图3是氢气通过管道运输的运输成本,管道的运输距离也为50km。可看到,氢气的运输成本随每个加氢站规模的增加而迅速减少,但是三条曲线基本重叠,说明加氢站数量的增加并不减少氢气运输成本,其原因是增加加氢站需要另外铺设氢气管道。 管道运输是低价的运输方式。青海管道氢气运输
氢气能量密度,环保性能好,是能源碳转型的重要方向。石家庄氢气运输商家
氢气输送是氢能利用的重要环节。一般而言,氢气生产厂和用户会有一定的距离,这就存在氢气输送的需求。按照氢在输运时所处状态的不同,可以分为气氢输送、液氢输送和固氢输送。其中前两者是目前正在大规模使用的两种方式。根据氢的输送距离、用氢要求及用户的分布情况,气氢可以用管网,或通过高压容器装在车、船等运输工具上进行输送。管网输送一般适用于用量大的场合,而车、船运输则适合于量小、用户比较分散的场合。液氢、固氢输运方法一般是采用车船输送。氢气的输送之所以效率低,原因在于储氢密度太低。目前各种输送氢气的方法实际是输送储存的氢。如果储氢密度提高了,输送氢气的效率自然也就提高。现在科学家大胆设想氢一电共同输送,可望大幅度提高能量输送效率。该设想是在特大规模的太阳能发电中心,人们首先利用光伏光电或太阳能热发电获得大量的电力,再利用这些可再生能源获得的清洁电力,电解水制氢,继而液化氢气得到液氢。利用多层同轴电缆,同时输送液氢和电。电缆中心输送液氢。石家庄氢气运输商家
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