Как собирать, хранить и поставлять водород / Хабр

Как собирать, хранить и поставлять водород / Хабр Анемометр

Баллон для водорода по гост 949-73 | узгпо

Водород – это газ без цвета, вкуса и запаха, молекула которого состоит из двух атомов водорода (химическая формула H2), который в смеси с воздухом или кислородом горюч и взрывоопасен.

Водород – самый лёгкий газ: он легче воздуха в 14,5 раз. Водород – самый распространённый элемент во Вселенной. На его долю приходится около 88,6 % всех атомов, хотя на Земле на его долю приходится около 17% всех атомов и он занимает второе место по распространенности после кислорода.

На Земле практически весь водород находится в виде соединений, и лишь в очень незначительном количестве в виде простого вещества он содержится в атмосфере. Водород входит в состав практически всех органических веществ и присутствует во всех живых клетках, где по числу атомов на водород приходится почти 63%.

Сжижение водорода происходит в интервале температур от -252,76 до -259,1°C, и он переходит в состояние очень легкой, текучей бесцветной жидкости, замерзает при температуре -259,2°C превращаясь в снегоподобную массу.

Существует большое количество разных способов получения водорода, к основным из которых относятся: производство водорода из разных видов природного топлива (паровая конверсия метана, плазменная конверсия углеводородов, газификация угля); производство водорода с использованием электролизных технологий (щелочной электролиз, электролиз с твёрдым полимерным электролитом, высокотемпературный электролиз водяного пара); биотехнологии (получение водорода из биомассы, мусора, водорослей и т.д.).

ПРИМЕНЕНИЕ:

• в химической промышленности при производстве аммиака (около 50% всего производимого в мире водорода) и метанола (около 8% от мирового выпуска);

• в нефтеперерабатывающей промышленности для увеличения глубины переработки сырой нефти и повышения качества конечных продуктов нефтепереработки;

• в порошковой металлургии для осаждения тугоплавких соединений из окислов металлов и при спекании изделий из порошковых материалов, содержащих хром и нержавеющие стали;

• в пищевой и косметической промышленности;

• в качестве ракетного топлива и топлива для легкового и грузового транспорта.

Требования к транспортированию, хранению и эксплуатации баллонов для газообразного технического кислорода устанавливаются Федеральными нормами и правилами в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением», ГОСТ 3022-80 «Водород технический. Технические условия (с Изменениями N 1, 2)», нормами пожарной безопасности, а также иными нормативными правовыми актами и международными соглашениями, действующими на территории РФ.

До введения водородных баллонов в эксплуатацию они не являются опасным грузом, но в любом случае их следует транспортировать в условиях, исключающих механическое повреждение.

Баллоны, наполненные техническим водородом, транспортируют транспортом всех видов, кроме авиации, в соответствии с правилами перевозки опасных грузов, действующими на транспорте соответствующего вида.

Совместная перевозка баллонов с техническим водородом и кислородом не допускается.

Баллоны в специальных контейнерах перевозят автотранспортом.

По железным дорогам технический водород в баллонах транспортируется в крытых вагонах.

Транспортирование баллонов должно производиться в горизонтальном положении с прокладками между баллонами или в вертикальном положении обязательно с ограждением от возможного падения.

Транспортирование баллонов должно производиться с навернутыми колпаками.

Баллоны, предназначенные для хранения и транспортирования технического водорода, запрещается использовать для хранения и транспортирования других газов, а также запрещается производить какие-либо операции, которые могут загрязнить их внутреннюю поверхность и ухудшить физико-химические показатели газа.

Запрещается производить какую-либо доработку корпусов баллонов с применением сварки или механического инструмента, которые могут привести к нарушению целостности или появлению дефектов, ухудшающих технические характеристики баллонов.

Про анемометры:  Новые приключения неуловимого углекислого газа / Хабр

При использовании баллонов для технического водорода не допускается их установка в местах прохода людей, перемещения грузов и проезда транспортных средств. Баллоны должны находиться на расстоянии не менее 1 м от радиаторов отопления и других отопительных приборов и не менее 5 м от источников тепла с открытым огнем.

При работе в среде водорода необходимо пользоваться изолирующим противогазом (кислородным или шланговым).

Номинальное давление технического водорода при 20°С в баллонах должно быть (14,7±0,5) МПа (150±5) кгс/см2).
При эксплуатации баллонов не допускается полностью расходовать находящийся в них газ. Остаточное давление газа в баллоне должно быть не менее 0,05 МПа (0,5 кгс/см2).

Баллоны, наполненные техническим водородом, хранят в специальных складских помещениях или на открытых площадках под навесом, защищающим баллоны от атмосферных осадков и прямых солнечных лучей.

Складское хранение баллонов с техническим водородом и баллонов с другими газами допускается только в помещениях, изолированных друг от друга несгораемыми защитными стенками высотой не менее 2,5 м.

Хранение баллонов должно производиться с навернутыми колпаками.

В каком виде транспортировать водород

Проблема подготовки водорода для транспортировки решается по-разному: H2 сжимают, сжижают, смешивают с другими веществами. У каждого из этих вариантов свои преимущества и недостатки, а оптимальное решение зависит от географии поставок, расстояния, объёма и вида водорода для потребителя.

В любом агрегатном состоянии (кроме твёрдого, конечно) водород можно пустить по имеющимся газовым трубам, что однозначно дешевле, чем строить новую инфраструктуру. Первый кандидат — газовые сети. В мире насчитывается 3 млн километров газопроводов и 400 млрд кубометров подземных хранилищ метана. Но с этим есть технические проблемы:

  1. у водорода низкая плотность энергии, и объёмы (или время) его поставки через газопровод придётся увеличить;

  2. водород очень горюч на воздухе, поэтому чтобы снизить риски, придётся менять оборудование по всей цепочке поставок;

  3. не всякая инфраструктура для, например, метана подойдёт водороду; особенно это касается потребительских котлов, бойлеров и т. п. (об этом подробнее ниже);

  4. потребителям нужен разный газ (одним только чистый водород, другим — смесь), а технологии выделения чистого водорода из полученной смеси повысят конечную стоимость газа на $0,3-0,4 за кг.

В итоге наряду с газообразным водородом нам придётся производить его сжиженные и смешанные версии.

Водород (н2) купить с доставкой по россии и снг


Просим обратить внимание, что:
Оптовая цена действует для отгрузки от 10 баллонов за рейс
Розничная цена действует для отгрузки до 10 баллонов за рейс

Компания ООО «ПТК «Криоген» предлагает купить водород газ технический марки А в баллонах по приемлемым ценам. Мы организуем доставку товара в любую точку России на собственном транспорте. Качество продукции полностью соответствует ТУ 2114-005-37924839-2022.

Компания ООО «ПТК «Криоген» имеет возможность поставки водорода технического, марки А (99,99%) в спец. агрегатах (блоках стальных баллонов, мобильных модулях, моноблоках, пакетах баллонов). Цена водорода при данной поставке рассчитывается индивидуально, с учетом аренды оборудования, инжиниринговой подготовки объекта, транспортно-логистических затрат, технического сопровождения и является договорной.

Водород технический применяется в таких отраслях, как:

Водород технический марки Б (доля не менее 99,95 % от общей массы) и марки А (доля не менее 99,99 % от общей массы) представляет собой бесцветное горючее газообразное вещество, не имеющее запаха. При контакте с кислородом (4,1-96 об. %) или воздухом (4-75 об. %) взрывается.

Заправка баллона водородом – опасная процедура, так как этот газ при высоких концентрациях вызывает удушье. Перевозка баллона со сжатым водородом должна производиться на специально подготовленном транспорте, отвечающем всем необходимым требованиям норм транспортировки опасных грузов. В автопарке ООО ПТК Криоген такая техника есть.

Про анемометры:  Arduino и датчик газа / дыма MQ-2 »

Цены на технический водород, установленные ООО «ПТК «Криоген», полностью оправданы и не превышают среднерыночных значений. Продукция производится и транспортируется с соблюдением всех правил работы с сосудами под давлением, мы готовы предоставить заказчику документы, подтверждающие это соответствие.

Где и как хранить водород

По мере превращения водорода из промышленного в потребительский товар — им будут заправлять машины, питать электросистему и отопление домов — его нужно будет запасать в больших количествах. Это нужно будет и для того, чтобы цены на водород не скакали.

Такую технологию давно придумали: много газа можно закачать в пещеры. Сейчас водород закачивают в основном в соляные пещеры — них он почти не загрязняется примесями, а нормированная стоимость хранения — до $0,6 за кг.

Второй естественный резервуар для водорода — истощённые пласты залежей природного газа или нефти и водоносные горизонты. Они больше соляных пещер, но водород в них сильнее загрязняется, вступая в реакцию с горной породой, микробами, жидкостями. В такие пещеры водород пока не закачивают, поэтому считать «экономику» рано.

Как доставлять водород

Как и углеводороды сейчас, водород перемещать по миру в основном будут трубы, суда и автоцистерны. Отправлять H2 поездами в целом будет дороже, хотя удалённым потребителям в локациях без трубопровода это возможно. В мире сегодня существует много водородопроводов, но в основном они не выходят за пределы технологических площадок химических и нефтеперерабатывающих заводов. Поэтому более оптимальный вариант — трубы для передачи природного газа.

Однако далеко не все они подходят для прокачки водорода из-за типа стали: трубы из низкопрочной стали будут портиться из-за контакта с водородом (водородное охрупчивание) и давления прокачки. При этом их пропускная способность должна быть в три раза выше из-за низкой плотности водорода.

Последнее решается, как мы уже выяснили, смешиванием водорода с жидкостями, и для таких соединений также есть трубопроводы. В частности, трубы используют для прокачки аммиачно-водородной смеси. Один из аммиакопроводов, к примеру, идёт из Тольятти (Россия) до Одессы (Украина) (2,4 тыс. км).

В целом трубы — перспективно самый дешёвый вариант доставки. Себестоимость транспортировки 1 кг водорода в виде газа на расстояние около 1,5 тыс. км составит $1,0. Если пустить по трубам жидкую смесь, то с учётом конверсии и реконверсии она вырастет до $1,5 за кг.

Однако трубопровод подойдёт не для всех потребителей. В некоторые страны H2 доставят морем. Пока танкеры для перевозки водорода массово не производят. Первое такое судно, получившее название Suiso Frontier, построила компания Kawasaki Heavy Industries, а спустили его на воду в декабре 2022 года в Кобе (Япония).

Как построить водородную цепь добавленной стоимости

Вырисовывается такая картина: в густонаселенных районах Европы и США водород от большого числа местных поставщиков для небольших потребителей в основном будут возить грузовики. Крупные потребители будут получать водород либо по трубопроводам от дальних поставщиков, либо импортировать морем из соседних стран (Латинская Америка для США и Северная Африка с Ближним Востоком — для Европы).

Японии будет сложнее: местный водород будет сравнительно дорогим, поэтому для крупных потребителей возможны поставки морем из стран ближнего и дальнего зарубежья. Правда, водородная энергетика всё-таки будет «демократичнее» углеводородной благодаря доступности возобновляемых источников энергии большому числу потребителей.

Именно на этой основе мы строим водородную цепь добавленной стоимости Toshiba (Toshiba Hydrogen Value Chain). Для крупных потребителей водород могут производить большие солнечные электростанции, наподобие той, что мы построили в Фукусиме . В день она вырабатывает газа на заправку 560 водородных авто и 150 домовладений. Часть водорода отправится грузовиками, часть — по трубам.

Про анемометры:  ● Проект 22: Датчики газов. Принцип работы, пример работы

В последнем случае конвертировать полученный водород поможет наш генератор на топливных элементах H2Rex, который уже производит электричество и тепло из водорода и воздуха, к примеру, для гостиницы в Кавасаки. Небольшим и удалённым от производства H2 потребителям подойдут мини-электростанции типа нашей H2One. Она вырабатывает водород методом электролиза из воды, который поддерживается встроенной солнечной батареей.

Мы убеждены, что интеграция таких источников и преобразователей энергии в сочетании со строительством водородных электростанций на ВИЭ позволит снизить зависимость потребителей от зарубежных поставок H2, которые могут оказаться для них дорогими.

одно

Эксплуатация и применение водородных баллонов

Для хранения и транспортировки водорода, огромной популярностью пользуются – водородные баллоны. Данное приспособление представляет из себя цельный стальной ссуд, который будет гарантированно хранить в себе газ, даже если будет эксплуатироваться в довольно агрессивной среде.

Водород представляет из себя газ без цвета, чья взрывоопасность начинается сразу после контакта с кислородом и воздухом. В быту его чаще всего применяют для сварки. Зачастую такие баллоны оборудуют специализированными вентилями ВВБ-54 и ВВ-55, которые благодаря своей конструкции существенно отличаются от стандартных вентилей.

Применение вентилей такого типа не дает воздуху проникнуть внутрь баллона. Таким образом во много раз увеличивается устойчивость баллона к внешним раздражителям, помимо этого увеличивается уровень надежности газа, который сконцентрирован внутри. Это понижает риск воспламенения в период эксплуатации.

Чаще всего баллоны водородные 40л имеют маркировку – ВОДОРОД и окрашены в темно-зеленый цвет эмалевой краской. Как и любой другой баллон, водородный для комфорта во время хранения и транспортировки комплектуется опорным башмаком и кольцом горловины.

Важно не забывать о том, что правила эксплуатации предусматривают обязательное техническое освидетельствование баллонов раз в 5 лет. Благодаря этой технической операции, можно установить пригодность баллона для работы. Данный осмотр необходим для выявления различных коррозий, трещин и дефектов, по вине которых может состояться утечка газа.

Сегодня водородные баллоны применяются в большом количестве на строительных площадках, промышленных объектах и в слесарной работе. Поэтому степень устойчивости баллона обязан быть на высоте, в противном случае утечка газа с последующим взрывом может произойти прямо во время работы.

За счет современных технических средств, транспортировать баллоны стало удобно даже одному человеку. Правила безопасности полностью запрещают во время переноса водородного баллона, катить его ногами по асфальту. Такой подход, может спровоцировать деформацию клапана, искру и взрыв.

Итого: сколько стоят путешествия водорода

Прежде чем подвести предварительный итог напомним, во сколько обойдётся производство «зелёного» водорода и при какой цене он станет конкурентоспособным относительно традиционных энергоносителей.

В самых перспективных регионах добычи, откуда будут экспортировать экологически чистый водород (Ближний Восток, Северная и Южная Африка, Индия, Китай, Австралия, Патагония, Мексика, Юго-Запад США), он будет стоит $1,6–3,0 за кг (стоимость производства).

По подсчётам Международного энергетического агентства, наиболее выгодный вариант сухопутной поставки водорода на расстояния до 3,5 тыс. км. — это водород в газообразном состоянии через трубопровод (около $5,5 за кг ; здесь и далее стоимость транспортировки).

Морские поставки от расстояний зависят не так сильно, как от технологии. Дешевле всего перевозить смесь с аммиаком и органическими жидкими носителями (порядка $4,0–4,5 за кг). Дороже отправлять морем сжиженный водород (от $5,5 до $6,0 за кг).

Оцените статью
Анемометры
Добавить комментарий