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氢气的储存、压缩和运输要注意哪些问题呢?

文章出处:责任编辑:人气:-发表时间:2023-04-11 13:49:00【
储存、压实和运输氢气时应考虑哪些因素?纯氢气不燃烧碳,不产生热灰,几乎没有辐射热。氢气极其易燃,但如果它正在泄漏,并且是世界上的一种轻元素,它会迅速上升到大气中,从而缩短燃烧时间。氢气作为一种高度压缩的气体,和任何其他燃料一样,需要明确的使用规则。氢气已经使用了很长一段时间,但不幸的是,人们仍然误解市场上对氢气缺乏了解,对有助于工业和运输脱碳的有前景的能源缺乏了解。 你是如何储存氢气的? 氢原子很难储存,因为它们的能量密度很低。它是一种简单、轻便的元素,比氦更轻。氢气的能量密度是天然气的3.2倍,是汽油的2700倍。按重量计算,氢气所含能量是汽油的3.4倍。氢气必须具有更高的能量密度才能用于运输。实现这一点有三种方法。氢气可以被压缩、液化或化学结合。 压缩氢气 在相同的能量下,压缩到800个大气压的氢气体积是汽油体积的三倍。如果车辆要运输足够的氢气供实际使用,就必须达到这个密度。每平方英寸800巴的压力达到6吨或12000磅。在轻型储罐中安全地吸收这种压力是非常困难的。灾难性坦克释放的能量与平衡炸药一样多。一个由高强度钢制成的储罐的重量是其所含氢气的100倍。装有钢制油箱的卡车或汽车是不切实际的,因为油箱的重量几乎相当于车辆的重量。 氢气制造商 高压碳纤维氢罐可以是一种解决方案。碳纤维是一种用于飞机和体育器材的材料。一辆典型的18轮半卡车有两个90升的油箱,可以行驶750英里。一辆典型的4缸轿车有一个18加仑的油箱,可以行驶575英里。(实际续航里程可能稍小。)柴油发动机在巡航速度下可以达到35%的效率。汽油发动机在巡航速度下可以达到25%的效率。这两种车辆都可以转换为氢气进行操作。使用内燃机(ICE),效率为35%。或者,使用效率为45%的燃料电池。 钢制储罐的空间、重量和成本使其不切实际。能源效率的任何提高都会被牵引非常重的坦克所造成的损失所抵消。这种尺寸和性能的碳纤维储存并不存在,它们只是目标。相比之下,汽油只需要一个小型的低技术油箱。 如何运输氢气? 一辆40吨重的卡车可以将26吨重的汽油运输到传统的加油站。对于经常光顾的车站来说,每天一次的配送就足够了。一辆装有压缩氢气的40吨卡车只能装载400公斤。这是因为储罐的重量可以容纳200个大气压。一辆空卡车的重量几乎等于整辆卡车的重量。压缩氢气罐必须坚固耐用。如果储存系统发生故障,用于将氢气压缩到200个大气压的能量会立即释放。火球将覆盖一个足球场。氢气的能量密度(按重量计算)比汽油高,氢动力运输更节能。然而,加氢站每天需要15次装运,所有其他条件都是相同的。如果氢的来源不是很靠近使用地点,那么卡车运输的能源成本将变得不可接受。低温卡车可以运输更多的氢气,但重要的是要记住,液化氢气的能源成本在大多数情况下是不可行的。 氢气可以通过管道运输。与天然气相比,通过管道输送氢气所需的能源大约是天然气的四倍。