氢气与氟气的混合物在低温和黑暗环境就能发生自发性,与氯气的混合体积比为1:1时,在光照下也可。氢气由于无色无味,燃烧时火焰是透明的,因此其存在不易被感官发现,在许多情况下向氢气中加入有臭味的乙硫醇,以便使嗅觉察觉,并可同时赋予火焰以颜色。氢气虽无毒,在生理上对人体是惰性的,但若空气中氢气含量增高,将引起缺氧性窒息。与所有低温液体一样,直接接触液氢将引起。液氢外溢并突然大面积蒸发还会造成环境缺氧,并有可能和空气一起形成混合物,引发燃烧事故。氢气也是重要的化工原料。如可以利用氢气来制造氨,并进一步制造化肥。新疆氢气运输车
在用量小、用户分散的情况下,气氢通常通过储氢容器装在车、船等运输工具上进行输送,用量大时一般采用管道输送。液氢运输多用车船等运输工具。虽然氢气运输方式众多,但从发展趋势来看,我国主要以气氢拖车运输(tubetrailer)、气氢管道运输(pipeline)和液氢罐车运输(liquidtruck)三种运氢方式为主。长管拖车运氢:当运输距离为50km时,氢气的运输成本,随着运输距离的增加,长管拖车运输成本逐渐上升。距离500km时运输成本达到。考虑到经济性问题,长管拖车运氢一般适用于200km内的短距离运输。管道运氢:参考济源-洛阳氢气管道的基本参数,可测算出长度25m、年输送能力,运氢价格为。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。液氢罐车成本变动对距离不敏感。当加氢站距离氢源点50~500km时,液氢槽车的运输价格在。将上述测算结果进行对比发现:在0~1000km范围中,管道运输的成本比较低。运输距离在250km内时,长管拖车运输成本低于液氢槽车,超过250km则后者更具成本优势。新疆氢气运输车液氢运输的能量效率高,*液化过程就消耗三分之一的氢能量,还存在氢气蒸发和运输设备绝缘的复杂技术要求。
国内氢气管网建设提速。我国的输氢管道主要分布在环渤海湾、长三角等地,目前已知有一定规模的管道项目有两个:济源-洛阳(25km)及巴陵-长岭。根据《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书(2016)》所制定的氢能产业基础设施发展路线,到2030年,我国燃料电池汽车将达200万辆,同时将建成3000公里以上的氢气长输管道。该目标将有效推进我国氢气管道建设。氢气管道造价高、投资大,天然气管道运氢可降低成本天然气管道相比氢气管道更为发达。天然气管道是世界上规模**大的管道,占世界管道总长度的一半以上,相比之下氢气管道数量很少。据IEA报告,目前世界上有300万公里的天然气管道,氢气管道*有5000公里,现有的氢气管道均由制氢企业运营,用于向化工和炼油设备运送成品氢气。运氢管材的特殊性使氢气管道造价高于天然气管道。由于管材易发生氢脆现象(即金属与氢气反映而引起韧性下降),从而造成氢气逃逸,因此需选用含炭量低的材料作为运氢管道。美国氢气管道的造价为31~94万美元/km,而天然气管道的造价,氢气管道的造价是天然气管道造价的两倍以上。氢气的输送成本高于天然气。虽然氢气在管道中的流速是天然气的,但由于氢气的体积能量密度小。
管道输送氢气是实现氢气大规模、长距离运输的方式,然而在中国,实现管道输送氢气并非一件容易的事情。中国氢能联盟近期发布的《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》指出,美国有2500公里的输氢管道,欧洲已有1569公里的输氢管道,我国则有100公里输氢管道。全球范围内输氢管道的数量加起来不到4500公里,与油气管道相比,是几个数量级的差别。目前国内外低压氢气管道运输尚处于初步发展阶段。成本是制约输氢管道发展的一个因素。由于氢气自身体积能量密度小、容易对管材产生“氢脆”现象,其管道运输成本往往大于同能量流率下天然气管道运输的成本。有数据显示,在美国氢气管道的造价大约为30万-100万美元/公里,是天然气管道造价的2倍。而由谁来投资建设管道是一个值得考虑的问题。在国外,气体公司既生产工业气体供应市场,也生产装置出售给用户。如冶金、化工、石化、半导体等企业,通过专业气体公司以管道输送或现场装置生产供应气体。法国气体供应商AirLiquide(液空)公司凭借其技术和经验,根据工业企业的需求,已在中国的上海、天津、辽阳铺设了输氢管道。国内公司方面,2014年,中石化巴陵石化全长42公里的氢气输送管线顺利投用。 氢气供应方式主要分为钢瓶供应和管束车供应。
液氢槽罐车氢气容量高:液氢的体积能量密度为·L-1,是15Mpa压力下氢气的。液氢槽罐车运输是将氢气深度冷冻至21K液化,再装入隔温的槽罐车中运输,目前商用的槽罐车容量约为65m3,可容纳4000kg氢气。国外加氢站使用该类运输略多于高压气态长管拖车运输。管道运输分为气态管道运输和液态管道运输两类。气态管道直径约~、压力范围为1~3Mpa,每小时流量约310~8900kg氢气,目前该类管道总长度已超过16000km,主要分布在美国、加拿大和欧洲等地,其投资成本较天然气管道高50~80%,其中大部分的成本用于搜寻合适的地质环境来布局管道线路;液态管道采用真空夹套绝热技术,由内层和外层两个等截面同心套管构成,且两个管套中间抽成真空状态,防止内管内液氢的温度扩散。氢气的运输在整个氢能供应链的经济、能耗和排放性能中占有很大比重;目前运氢方式主要有高压气体运输、液态氢气运输和管道运输等方式,其中国内多采用高压气态运输,国外液态运输略多,而管道非常少;运氢方式存在安全隐患,可通过适当方式降低风险;工业基础和规模化程度影响地区输氢方式。氢能与燃料电池行业在氢能与燃料电池领域方面,氢气作为绿色无污染的新能源燃料,主要应用在交通领域。新疆氢气运输车
液态储氢及储氢材料储氢方式在储氢密度、储氢量、安全性方面都于压气态储氢。新疆氢气运输车
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。 新疆氢气运输车
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