理论教育 液氢输送方式-氢与氢能

液氢输送方式-氢与氢能

更新时间:2025-01-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:据文献报道,俄罗斯的液氢储罐容量从25~1437m3不等,25m3和2437m3的液氢储罐分别自重19t和360t,可储液氢1.75t和100.59t,其储氢质量百分比为9.2%~27.9%,储罐每天蒸发损失分别为1.2%和0.13%。图6-10是我国军民两用液氢运输火车。显然,这种大容量液氢的海上运输要比陆上的铁路或高速公路上运输经济,同时也更加安全。图6-12为输送液氢的大型驳船。美国航天飞机液氢加注量为1432m3,液氢有液氢库输送到400m外的发射点。分子筛吸水量超过2%时,其吸附能力将明显下降。

液氢一般采用车辆或船舶运输,液氢生产厂至用户较远时,可以把液氢装在专用低温绝热槽罐内,放在卡车、机车、船舶或者飞机上运输。这是一种既能满足较大输氢量又比较快速、经济的运氢方法。

液氢槽车是关键设备,常用水平放置的圆筒形低温绝热槽罐。汽车用液氢储罐其存储液氢的容量可以达到100m3铁路用特殊大容量的槽车甚至可运输120~200m3的液氢。据文献报道,俄罗斯的液氢储罐容量从25~1437m3不等,25m3和2437m3的液氢储罐分别自重19t和360t,可储液氢1.75t和100.59t,其储氢质量百分比为9.2%~27.9%,储罐每天蒸发损失分别为1.2%和0.13%。可见液氢存储密度和损失率与储氢罐的容积有较大的关系,大储氢罐的储氢效果要比小储氢罐好。

图6-10是我国军民两用液氢运输火车。图6-11是中国航天晨光公司的液氢运输车

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图6-10 中国军民两用液氢运输火车

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图6-11 中国航天晨光公司液氢运输车(www.daowen.com)

液氢可用船运输,这和运输液化石油气相似,不过需要更好的绝热材料,使液氢在长距离运输过程中保持液态。美国宇航局还建造输送液氢专用的大型驳船。驳船上装载有容量很大的存储液氢的容器。这种驳船可以把液氢通过海路从路易斯安那州运送到佛罗里达州的肯尼迪空间发射中心。驳船上的低温绝热罐的液氢存储容量可达1000m3左右。显然,这种大容量液氢的海上运输要比陆上的铁路或高速公路上运输经济,同时也更加安全。日本德国、加拿大都有类似的报道。图6-12为输送液氢的大型驳船。

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图6-12 美国NASA运送航天飞机燃料的大型重驳船

液氢空运要比海运还好,因为液氢的重量轻,有利于减少运费,而运输时间短则液氢挥发少。

在特别的场合,液氢也可用专门的液氢管道输送,由于液氢是一种低温(-253℃)的液体,其存储的容器及输送液氢管道都需要高度的绝热性能。即使如此,还会有一定的冷量损耗,所以管道容器的绝热结构就比较复杂。液氢管道一般只适用于短距离输送。据介绍,美国肯尼迪航天中心就采用真空多层绝热管路输送液氢。美国航天飞机液氢加注量为1432m3,液氢有液氢库输送到400m外的发射点。代号39A发射场的液氢管道是254mm真空多层绝热管路,用20层极薄的铝箔构成反射屏,隔热材料为多层薄玻璃纤维纸。管路分节制造,每节管段长13.7m,在现场焊接连接。每节管段夹层中装有分子筛吸附剂和氧化钯吸氢剂。在液氢温度下,压力为133×10-4Pa,分子筛对氢的吸附容量可达160mL/g以上,而活性炭可达200mL/g。影响夹层真空度的主要因素是残留的氦气、氖气。为此,在夹层抽真空过程中用干燥氮气多次吹洗置换。分析表明,夹层残留气体中主要是氢,其最高含量可达95%,其次是N2、O2、H2O、CO2、He。分子筛在低温低压下对水仍有极强的吸附能力,所以采用分子筛作为吸附剂以吸附氧化钯吸氢后放出的水。分子筛吸水量超过2%时,其吸附能力将明显下降。

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