江苏世界氢气运输
氢气压缩的部分能量在加氢站内还可以加以回收利用,比如利用长管拖车与储氢罐的压差为储氢罐自然充气。但是氢气液化的能量在固定储氢容器和液氢运输管网上无法利用,被白白浪费。在运输距离为500km时,运输压力为20MPa的氢气消耗30%的车载能量,而运输液氢消耗4%左右的车载能量,因此,长距离宜采用液氢运输。氢气运输安全性对于长管拖车,主要的危险特征是高压。美国的长管拖车根据DOT一3AA/3AAX压缩气体运输标准设计,安全系数达到;很多厂家生产的长管拖车还符合美国E-8009特殊标准,采取限定气瓶操作压力和限制钢种和控制杂质含量等措施,提高气瓶运输安全。从运输压力上来说,长管拖车运输压力一般不超过20MPa,且都装有卸压阀,充分保证运输的安全性。从法规上说,上海危险气体运输法规规定在气温大于30℃时,能在夜间运输,这都降低了长管拖车运输的危险性。因此,尽管长管拖车存在危险特征,但可通过合理方式降低风险。对于液氢运输由于容器不能完全绝热和氢气自身的正氢/仲氢转化放热,液氢会不断蒸发,使容器内压力越来越高,形成危险特征。但是槽车系统上安装卸压阀,保证容器内压力不超过极限值。同时由于氢气良好的逃逸性。 液氢罐车在未来罐材改进及减少液氢液化、运输过程中的损耗问题后,在中远距离的输氢方面有较大前景。江苏世界氢气运输
氢气的输运包括工业钢瓶、集装格、长管拖车、气体管道、液态氢气、有机液体、储氢合金等方法。单个工业氢气钢瓶的容积为40L,压力为15MPa,储氢为0.5kg.集装格由9~20个氢气钢瓶组成,储氢3~10kg,主要是实验室的氢气输运。100kg以上的氢气输运方法主要是长管拖车、气体管道、液态氢气。在陆地上进行大量氢气输送时,气体管道输送很有效。一般的氢气集装格和长管拖车中都有连接钢瓶的气体管道,在陆地上能够铺设大规模、长距离而且高压的氢气管道进行氢气输送。管道运输是具有发展潜力的低成本运氢方式。低压管道适合大规模、长距离的运氢。由于氢气在低压状态(工作压力1~4MPa)下运输,因此相比高压钢瓶输氢能耗更低,但管道建设的初始投资较大。 河南工业氢气运输条件氢气燃烧时放出的热量比同质量的汽油三倍,而且污染少。
氢气共价化合物虽然氢气在通常状态下不是非常活泼,但氢元素与绝大多数元素能组成化合物。碳氢化合物已知有数以百万种,但它们无法由氢气和碳直接化合得到。氢气与电负性较强的元素(如卤素)反应,在这些化合物中氢的氧化态为+1。氢与氟、氧、氮成键时,可生成一种较强的非共价的键,称为氢键。氢键对许多生物分子具有重要意义。氢也与电负性较低的元素(如活泼金属)生成化合物,这时氢的氧化态通常为-1,这样的化合物称为氢化物。氢与碳形成的化合物,由于其与生物的关系,通常被称为有机物,研究有机物的学科称为有机化学,而研究有机物在生物中所起的作用的科学称为生物化学。按某些定义,“有机”只要求含有碳。但大多数含碳的化合物通常都含有氢。这些化合物的独特性质主要是由碳氢键决定的。故有时有机物的定义要求物质含有碳氢键。无机化学中,H-可以作为桥接配体,连接配合物中的两个金属原子。这样的特性通常在13族元素中体现,尤以硼烷、铝配合物和碳硼烷中。氢气离子型氢化物含有氢元素的离子化合物称离子型氢化物。“氢化物”一词暗含氢显负价。
测算过程如下表:氢气管网相比长管拖车具备成本优势。由于压缩每公斤氢气所消耗的电量是一定的。管道运氢成本增长的驱动因素主要是与输送距离正相关的管材折旧及维护费用。当输送距离为100km时,运氢成本为,为同等距离下气氢拖车成本的1/5,通过管道运输氢气是一种降低成本的可靠方法。管道运氢成本很大程度上受到需求端的影响。虽然测算结果显示管道运氢成本较低,但达到该成本的前提是管道的运能利用率达到100%,即加氢站有足够的氢气需求。运氢成本随着利用率的下降而上升,当运能利用率为20%时,管道运氢的成本已经接近长管拖车运氢。在当前加氢站尚未普及、站点较为分散的情况下,管道运氢的成本优势并不明显。但随着氢能产业逐步发展,氢气管网终将成为低成本运氢方式的选择。液氢罐车运输:适合长距离运输,国内外应用差距明显液氢运输相比气氢效率更高,但国内应用程度有限液氢罐车运输系统由动力车头、整车拖盘和液氢储罐3部分组成。由于液氢的运输温度需保持在-253℃以下,与外部环境温差较大,为保证液氢储存的密封和隔热性能,对液氢储罐的材料和工艺有很高的要求,使其初始投资成本较高。液氢罐车运输具有更高的运输效率,但液化过程能耗大。 氢气输运方法主要是长管拖车、气体管道、液态氢气。
其对电力价格敏感性较强。而管道运输的主要成本在于建设投资,其建成之后运营成本对生产要素市场价格变化不具有敏感性。表4各方案技术特征对比资料来源:玖牛研究院根据公开资料整理四、结论在可以预见的未来,全国氢气储运基础设施构建中,从大规模制氢企业向城市门户的氢气输送主干道应当以氢气管道为主。其低廉的运输成本将有利于大规模制氢企业布局于生产成本低的区域。而在城市内部或区域之间的中短距离配送以集装管束运输为主,而液氢槽罐车则能在300km以上的远距离不稳定需求中发挥优势,或作为管道运输的补充。有机载体LOHC技术相比集装管束与液氢槽罐车均有明显优势,如果能够成功走向成熟则有望取代两者成为新的中短距离运输有效方案。 我国氢气管网发展不足, 输氢管道主要分布在环渤海湾、长江三角洲等地,氢气管网布局有较大的提升空间。黑龙江高纯氢气运输
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。江苏世界氢气运输
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。江苏世界氢气运输
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