Skladovanie a preprava kvapalného vodíka je základom bezpečnej, efektívnej, rozsiahlej a nízkonákladovej aplikácie kvapalného vodíka a tiež kľúčom k riešeniu aplikácie vodíkovej technológie.
Skladovanie a prepravu kvapalného vodíka možno rozdeliť na dva typy: kontajnerové skladovanie a potrubnú dopravu. Na skladovanie a prepravu kontajnerov sa vo všeobecnosti používajú guľové a valcové skladovacie nádrže. Na prepravu sa používajú návesy na kvapalný vodík, železničné cisternové vozne na kvapalný vodík a cisternové lode na kvapalný vodík.
Okrem zohľadnenia nárazov, vibrácií a ďalších faktorov, ktoré sa podieľajú na procese konvenčnej prepravy kvapalín, vzhľadom na nízky bod varu kvapalného vodíka (20,3 K), malé latentné teplo vyparovania a ľahké odparovanie, musí skladovanie a preprava v nádobách prijať prísne technické opatrenia na zníženie úniku tepla alebo prijať nedeštruktívne skladovanie a prepravu, aby sa znížil stupeň vyparovania kvapalného vodíka na minimum alebo na nulu, inak by to spôsobilo zvýšenie tlaku v nádrži. To by viedlo k riziku pretlaku alebo úniku. Ako je znázornené na obrázku nižšie, z hľadiska technických prístupov sa pri skladovaní a preprave kvapalného vodíka používa najmä pasívna adiabatická technológia na zníženie vedenia tepla a na tomto základe sa prekrýva aktívna chladiaca technológia na zníženie úniku tepla alebo vytvorenie dodatočnej chladiacej kapacity.
Na základe fyzikálnych a chemických vlastností samotného kvapalného vodíka má jeho spôsob skladovania a prepravy mnoho výhod oproti spôsobu skladovania plynného vodíka za vysokého tlaku, ktorý sa v Číne bežne používa, ale jeho relatívne zložitý výrobný proces má aj určité nevýhody.
Veľký pomer skladovacej hmotnosti, pohodlné skladovanie a preprava a vozidlo
V porovnaní so skladovaním plynného vodíka je najväčšou výhodou kvapalného vodíka jeho vysoká hustota. Hustota kvapalného vodíka je 70,8 kg/m3, čo je 5-krát, 3-krát a 1,8-krát viac ako hustota vodíka s vysokým tlakom 20, 35 a 70 MPa. Preto je kvapalný vodík vhodnejší na skladovanie a prepravu vodíka vo veľkom meradle, čo môže vyriešiť problémy so skladovaním a prepravou vodíkovej energie.
Nízky skladovací tlak, jednoduché zabezpečenie bezpečnosti
Skladovanie kvapalného vodíka na základe izolácie zabezpečuje stabilitu nádoby, pričom úroveň tlaku pri dennom skladovaní a preprave je nízka (vo všeobecnosti nižšia ako 1 MPa), čo je oveľa nižšie ako úroveň tlaku pri skladovaní a preprave vysokotlakového plynu a vodíka, čo uľahčuje zaistenie bezpečnosti počas každodennej prevádzky. V kombinácii s charakteristikami veľkého hmotnostného pomeru skladovania kvapalného vodíka bude mať v budúcnosti rozsiahla podpora vodíkovej energie, skladovania a prepravy kvapalného vodíka (ako napríklad hydrogenačná stanica kvapalného vodíka) bezpečnejší prevádzkový systém v mestských oblastiach s vysokou hustotou zástavby, hustým osídlením a vysokými nákladmi na pozemky a celkový systém bude pokrývať menšiu plochu, čo si bude vyžadovať menšie počiatočné investičné a prevádzkové náklady.
Vysoká čistota odparovania, spĺňa požiadavky terminálu
Celosvetová ročná spotreba vysoko čistého a ultračistého vodíka je obrovská, najmä v elektronickom priemysle (ako sú polovodiče, elektrovákuové materiály, kremíkové doštičky, výroba optických vlákien atď.) a v oblasti palivových článkov, kde je spotreba vysoko čistého a ultračistého vodíka obzvlášť vysoká. V súčasnosti kvalita mnohých priemyselných vodíkov nemôže spĺňať prísne požiadavky niektorých koncových používateľov na čistotu vodíka, ale čistota vodíka po odparení kvapalného vodíka tieto požiadavky spĺňať môže.
Skvapalňovacie zariadenie má vysoké investície a relatívne vysokú spotrebu energie
Vzhľadom na oneskorenie vo vývoji kľúčových zariadení a technológií, ako sú napríklad chladiace boxy na skvapalňovanie vodíka, boli všetky zariadenia na skvapalňovanie vodíka v domácom leteckom priemysle monopolizované zahraničnými spoločnosťami pred septembrom 2021. Zariadenia na skvapalňovanie vodíka vo veľkom meradle podliehajú príslušným politikám zahraničného obchodu (ako napríklad predpisom o správe vývozu Ministerstva obchodu USA), ktoré obmedzujú vývoz zariadení a zakazujú technickú výmenu. To spôsobuje, že počiatočné investície do zariadení na skvapalňovanie vodíka sú veľké, spolu s malým domácim dopytom po kvapalnom vodíku pre civilné účely je rozsah aplikácie nedostatočný a kapacita rastie pomaly. V dôsledku toho je spotreba energie na jednotku výroby kvapalného vodíka vyššia ako spotreba energie plynného vodíka pod vysokým tlakom.
Počas skladovania a prepravy kvapalného vodíka dochádza k stratám odparovaním.
V súčasnosti sa pri skladovaní a preprave kvapalného vodíka odparovanie vodíka spôsobené únikom tepla v podstate spracováva odvetrávaním, čo vedie k určitému stupňu strát odparovaním. V budúcnosti by sa pri skladovaní a preprave vodíkovej energie mali prijať ďalšie opatrenia na spätné získavanie čiastočne odpareného plynného vodíka, aby sa vyriešil problém zníženia využitia spôsobeného priamym odvetrávaním.
Kryogénne zariadenia HL
Spoločnosť HL Cryogenic Equipment, založená v roku 1992, je značkou pridruženou k spoločnosti HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co., Ltd. Spoločnosť HL Cryogenic Equipment sa zaväzuje navrhovať a vyrábať vysokovákuovo izolované kryogénne potrubné systémy a súvisiace podporné zariadenia, aby spĺňala rôzne potreby zákazníkov. Vákuovo izolované potrubie a flexibilné hadice sú vyrobené z vysokovákuových a viacvrstvových špeciálnych izolačných materiálov a prechádzajú sériou mimoriadne prísnych technických úprav a vysokovákuového spracovania, ktoré sa používajú na prenos kvapalného kyslíka, kvapalného dusíka, kvapalného argónu, kvapalného vodíka, kvapalného hélia, kvapalného etylénu (LEG) a kvapalného prírodného plynu LNG.
Čas uverejnenia: 24. novembra 2022