Transport ciekłego wodoru

Magazynowanie i transport ciekłego wodoru stanowią podstawę bezpiecznego, wydajnego, masowego i taniego zastosowania ciekłego wodoru, a także klucz do rozwiązania problemu zastosowania technologii wodorowej.
 
Magazynowanie i transport ciekłego wodoru można podzielić na dwa rodzaje: magazynowanie kontenerowe i transport rurociągowy. W formie konstrukcji magazynowych, do magazynowania i transportu kontenerowego stosuje się zazwyczaj zbiorniki sferyczne i cylindryczne. Do transportu wykorzystuje się przyczepy do transportu ciekłego wodoru, cysterny kolejowe do transportu ciekłego wodoru oraz statki-cysterny do transportu ciekłego wodoru.
 
Oprócz uwzględnienia uderzeń, wibracji i innych czynników związanych z procesem konwencjonalnego transportu cieczy, ze względu na niską temperaturę wrzenia ciekłego wodoru (20,3 K), małe ciepło utajone parowania i łatwe właściwości parowania, magazynowanie i transport kontenerów muszą przyjąć ścisłe środki techniczne w celu ograniczenia wycieku ciepła lub przyjąć nieniszczące magazynowanie i transport, aby zmniejszyć stopień parowania ciekłego wodoru do minimum lub do zera, w przeciwnym razie spowoduje to wzrost ciśnienia w zbiorniku. Prowadzi to do ryzyka nadciśnienia lub strat spowodowanych wybuchem. Jak pokazano na poniższym rysunku, z perspektywy podejść technicznych, magazynowanie i transport ciekłego wodoru wykorzystuje głównie pasywną technologię adiabatyczną w celu zmniejszenia przewodzenia ciepła i aktywną technologię chłodzenia nałożoną na tę podstawę w celu zmniejszenia wycieku ciepła lub wygenerowania dodatkowej wydajności chłodzenia.
 
Biorąc pod uwagę właściwości fizyczne i chemiczne samego ciekłego wodoru, sposób jego magazynowania i transportu ma wiele zalet w porównaniu ze sposobem magazynowania wodoru w postaci gazowego wodoru pod wysokim ciśnieniem, powszechnie stosowanym w Chinach. Jednak stosunkowo skomplikowany proces produkcji sprawia, że ma on również pewne wady.
 
Duży stosunek masy do pojemności magazynowej, wygodne przechowywanie i transport pojazdu
W porównaniu z magazynowaniem wodoru gazowego, największą zaletą wodoru ciekłego jest jego wysoka gęstość. Gęstość wodoru ciekłego wynosi 70,8 kg/m³, czyli odpowiednio 5, 3 i 1,8 razy więcej niż wodoru wysokociśnieniowego o ciśnieniu 20, 35 i 70 MPa. Dlatego wodór ciekły lepiej nadaje się do magazynowania i transportu wodoru na dużą skalę, co może rozwiązać problemy związane z magazynowaniem i transportem energii wodorowej.
 
Niskie ciśnienie magazynowania, łatwe zapewnienie bezpieczeństwa
Magazynowanie ciekłego wodoru z izolacją zapewniającą stabilność pojemnika, charakteryzuje się niskim ciśnieniem podczas codziennego magazynowania i transportu (zwykle poniżej 1 MPa), znacznie niższym niż w przypadku magazynowania i transportu gazu i wodoru pod wysokim ciśnieniem, co ułatwia zapewnienie bezpieczeństwa w codziennym procesie eksploatacji. W połączeniu z wysoką masą magazynowanego ciekłego wodoru, w przyszłości masowa promocja energii wodorowej, magazynowanie i transport ciekłego wodoru (np. stacje uwodorniania ciekłego wodoru) będą miały bezpieczniejszy system operacyjny na obszarach miejskich o dużej gęstości zabudowy, zaludnienia i wysokich kosztach gruntów, a cały system obejmie mniejszy obszar, co przełoży się na niższe początkowe koszty inwestycyjne i operacyjne.
 
Wysoka czystość parowania, spełniająca wymagania terminala
Globalne roczne zużycie wodoru o wysokiej czystości i wodoru ultraczystego jest ogromne, szczególnie w przemyśle elektronicznym (takim jak produkcja półprzewodników, materiałów elektropróżniowych, płytek krzemowych, światłowodów itp.) oraz w sektorze ogniw paliwowych, gdzie zużycie wodoru o wysokiej czystości i wodoru ultraczystego jest szczególnie wysokie. Obecnie jakość wielu rodzajów wodoru przemysłowego nie spełnia rygorystycznych wymagań niektórych użytkowników końcowych dotyczących czystości wodoru, ale czystość wodoru po odparowaniu ciekłego wodoru może je spełnić.
 
Zakład skraplania charakteryzuje się wysokimi nakładami inwestycyjnymi i stosunkowo wysokim zużyciem energii
Z powodu opóźnienia w rozwoju kluczowego sprzętu i technologii, takich jak komory chłodnicze do skraplania wodoru, cały sprzęt do skraplania wodoru w krajowym przemyśle lotniczym i kosmicznym został zmonopolizowany przez firmy zagraniczne do września 2021 r. Sprzęt do skraplania wodoru na dużą skalę podlega odpowiednim przepisom handlu zagranicznego (takim jak przepisy eksportowe Departamentu Handlu USA), które ograniczają eksport sprzętu i zakazują wymiany technicznej. To powoduje, że początkowa inwestycja w sprzęt do skraplania wodoru jest duża, a w połączeniu z niewielkim krajowym zapotrzebowaniem na cywilny wodór ciekły, skala zastosowania jest niewystarczająca, a skala wydajności rośnie powoli. W rezultacie zużycie energii w produkcji jednostkowej wodoru ciekłego jest wyższe niż w przypadku wodoru gazowego pod wysokim ciśnieniem.
 
W procesie magazynowania i transportu ciekłego wodoru występują straty spowodowane parowaniem
Obecnie, w procesie magazynowania i transportu ciekłego wodoru, parowanie wodoru spowodowane ubytkiem ciepła jest zasadniczo neutralizowane poprzez odpowietrzanie, co prowadzi do pewnego stopnia strat spowodowanych parowaniem. W przyszłości, w procesie magazynowania i transportu energii wodorowej, należy podjąć dodatkowe środki w celu odzyskania częściowo odparowanego wodoru, aby rozwiązać problem zmniejszenia zużycia energii spowodowany bezpośrednim odpowietrzaniem.
 
Sprzęt kriogeniczny HL
Firma HL Cryogenic Equipment, założona w 1992 roku, jest marką powiązaną z HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co., Ltd. HL Cryogenic Equipment zajmuje się projektowaniem i produkcją kriogenicznych systemów rurowych z izolacją wysokopróżniową oraz powiązanego sprzętu pomocniczego, aby sprostać zróżnicowanym potrzebom klientów. Rury i elastyczne przewody z izolacją próżniową są wykonane z wysokiej próżni i wielowarstwowych, wielowarstwowych, specjalnych materiałów izolacyjnych, a następnie poddawane szeregowi rygorystycznych procesów technicznych, w tym obróbce wysokopróżniowej, która jest wykorzystywana do przesyłu ciekłego tlenu, ciekłego azotu, ciekłego argonu, ciekłego wodoru, ciekłego helu, skroplonego etylenu (LEG) i skroplonego gazu ziemnego (LNG).
 

 

 

 

 


Czas publikacji: 24-11-2022

Zostaw swoją wiadomość