Хранение и транспортировка жидкого водорода являются основой безопасного, эффективного, крупномасштабного и малозатратного применения жидкого водорода, а также ключом к решению проблемы применения водородных технологий.
Хранение и транспортировка жидкого водорода можно разделить на два типа: контейнерное хранение и трубопроводный транспорт. В форме конструкции хранилища для контейнерного хранения и транспортировки обычно используются сферические резервуары и цилиндрические резервуары. В форме транспортировки используются прицепы для жидкого водорода, железнодорожные цистерны для жидкого водорода и танкеры для жидкого водорода.
В дополнение к учету ударов, вибрации и других факторов, вовлеченных в процесс обычной транспортировки жидкости, из-за низкой температуры кипения жидкого водорода (20,3 К), малой скрытой теплоты испарения и легких характеристик испарения, хранение и транспортировка контейнера должны использовать строгие технические средства для снижения утечки тепла или использовать неразрушающее хранение и транспортировку, чтобы снизить степень испарения жидкого водорода до минимума или нуля, в противном случае это приведет к повышению давления в баке. Привести к риску избыточного давления или потере выброса. Как показано на рисунке ниже, с точки зрения технических подходов, хранение и транспортировка жидкого водорода в основном используют пассивную адиабатическую технологию для снижения теплопроводности и активную технологию охлаждения, наложенную на эту основу, для снижения утечки тепла или создания дополнительной охлаждающей мощности.
Исходя из физических и химических свойств самого жидкого водорода, режим его хранения и транспортировки имеет много преимуществ по сравнению с режимом хранения газообразного водорода под высоким давлением, широко используемым в Китае, однако относительно сложный процесс производства также обуславливает некоторые недостатки.
Большой удельный вес при хранении, удобство хранения и транспортировки, а также транспортное средство
По сравнению с хранением газообразного водорода, самым большим преимуществом жидкого водорода является его высокая плотность. Плотность жидкого водорода составляет 70,8 кг/м3, что в 5, 3 и 1,8 раза больше, чем у водорода высокого давления 20, 35 и 70 МПа соответственно. Поэтому жидкий водород больше подходит для крупномасштабного хранения и транспортировки водорода, что может решить проблемы хранения и транспортировки водородной энергии.
Низкое давление при хранении, легко обеспечить безопасность
Хранение жидкого водорода на основе изоляции для обеспечения стабильности контейнера, уровень давления ежедневного хранения и транспортировки низкий (обычно ниже 1 МПа), намного ниже уровня давления газа высокого давления и хранения и транспортировки водорода, что облегчает обеспечение безопасности в ежедневном процессе эксплуатации. В сочетании с характеристиками большого весового коэффициента хранения жидкого водорода, в будущем крупномасштабное продвижение водородной энергетики, хранение и транспортировка жидкого водорода (например, станция гидрирования жидкого водорода) будет иметь более безопасную систему эксплуатации в городских районах с большой плотностью застройки, плотным населением и высокой стоимостью земли, а общая система будет охватывать меньшую площадь, требуя меньших первоначальных инвестиционных затрат и эксплуатационных расходов.
Высокая чистота испарения, отвечающая требованиям терминала
Глобальное годовое потребление водорода высокой чистоты и сверхчистого водорода огромно, особенно в электронной промышленности (такой как полупроводники, электровакуумные материалы, кремниевые пластины, производство оптического волокна и т. д.) и в области топливных элементов, где потребление водорода высокой чистоты и сверхчистого водорода особенно велико. В настоящее время качество многих видов промышленного водорода не может соответствовать строгим требованиям некоторых конечных пользователей к чистоте водорода, но чистота водорода после испарения жидкого водорода может соответствовать этим требованиям.
Завод по сжижению имеет высокие инвестиции и относительно высокое потребление энергии.
Из-за отставания в разработке ключевого оборудования и технологий, таких как холодильные камеры для сжижения водорода, все оборудование для сжижения водорода в отечественной аэрокосмической отрасли было монополизировано иностранными компаниями до сентября 2021 года. Основное оборудование для крупномасштабного сжижения водорода подпадает под действие соответствующих политик внешней торговли (таких как Правила экспортного администрирования Министерства торговли США), которые ограничивают экспорт оборудования и запрещают технический обмен. Это делает первоначальные инвестиции в оборудование завода по сжижению водорода большими, в сочетании с небольшим внутренним спросом на гражданский жидкий водород, масштаб применения недостаточен, а масштаб мощности растет медленно. В результате удельное энергопотребление производства жидкого водорода выше, чем у газообразного водорода высокого давления.
При хранении и транспортировке жидкого водорода происходят потери от испарения.
В настоящее время в процессе хранения и транспортировки жидкого водорода испарение водорода, вызванное утечкой тепла, в основном устраняется путем вентиляции, что приведет к определенной степени потерь от испарения. В будущем при хранении и транспортировке водородной энергии необходимо принять дополнительные меры для рекуперации частично испаренного газообразного водорода, чтобы решить проблему снижения использования, вызванную прямой вентиляцией.
Криогенное оборудование HL
HL Cryogenic Equipment, основанная в 1992 году, является брендом, аффилированным с HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co.,Ltd. HL Cryogenic Equipment занимается проектированием и производством высоковакуумной криогенной трубопроводной системы и соответствующего вспомогательного оборудования для удовлетворения различных потребностей клиентов. Вакуумная изоляция трубы и гибкого шланга изготавливаются из высоковакуумных и многослойных многоэкранных специальных изоляционных материалов и проходят ряд чрезвычайно строгих технических обработок и высоковакуумной обработки, которая используется для передачи жидкого кислорода, жидкого азота, жидкого аргона, жидкого водорода, жидкого гелия, сжиженного этиленового газа LEG и сжиженного природного газа LNG.
Время публикации: 24 ноября 2022 г.