Sıvı hidrojenin depolanması ve taşınması, sıvı hidrojenin güvenli, verimli, büyük ölçekli ve düşük maliyetli uygulamalarının temelini oluşturmakta ve aynı zamanda hidrojen teknolojisi uygulama yolunun çözülmesinin anahtarıdır.
Sıvı hidrojenin depolanması ve taşınması iki tipe ayrılabilir: konteyner depolama ve boru hattı taşımacılığı. Depolama yapısı olarak, konteyner depolama ve taşımacılığında genellikle küresel depolama tankı ve silindirik depolama tankı kullanılır. Taşıma biçiminde ise sıvı hidrojen römorku, sıvı hidrojen demiryolu tank vagonu ve sıvı hidrojen tank gemisi kullanılır.
Geleneksel sıvı taşıma sürecinde yer alan etki, titreşim ve diğer faktörlere ek olarak, sıvı hidrojenin düşük kaynama noktası (20,3 K), düşük buharlaşma gizli ısısı ve kolay buharlaşma özellikleri nedeniyle, kapta depolama ve taşıma, ısı kaybını azaltmak için sıkı teknik önlemler almalı veya tahribatsız depolama ve taşıma yöntemlerini benimseyerek sıvı hidrojenin buharlaşma derecesini minimuma veya sıfıra indirmelidir; aksi takdirde tank basıncında artışa, aşırı basınç riskine veya patlama kaybına yol açacaktır. Aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi, teknik yaklaşımlar açısından, sıvı hidrojen depolama ve taşıma esas olarak ısı iletimini azaltmak için pasif adyabatik teknolojiyi ve bunun üzerine ısı kaybını azaltmak veya ek soğutma kapasitesi oluşturmak için aktif soğutma teknolojisini kullanmaktadır.
Sıvı hidrojenin fiziksel ve kimyasal özelliklerine dayanarak, depolama ve taşıma yöntemi, Çin'de yaygın olarak kullanılan yüksek basınçlı gaz halindeki hidrojen depolama yöntemine göre birçok avantaja sahip olsa da, nispeten karmaşık üretim süreci bazı dezavantajlarını da beraberinde getirmektedir.
Yüksek depolama ağırlık oranı, kullanışlı depolama ve taşıma ve araç kullanımı
Gaz halindeki hidrojen depolamasına kıyasla, sıvı hidrojenin en büyük avantajı yüksek yoğunluğudur. Sıvı hidrojenin yoğunluğu 70,8 kg/m³ olup, bu değer 20, 35 ve 70 MPa yüksek basınçlı hidrojenin yoğunluğunun sırasıyla 5, 3 ve 1,8 katıdır. Bu nedenle, sıvı hidrojen, hidrojen enerjisi depolama ve taşıma sorunlarını çözebilecek şekilde, büyük ölçekli hidrojen depolama ve taşıma için daha uygundur.
Düşük depolama basıncı, güvenliğin sağlanması kolay.
Yalıtım esasına dayalı sıvı hidrojen depolama sistemleri, kabın stabilitesini sağlar; günlük depolama ve taşıma basınç seviyesi düşüktür (genellikle 1 MPa'dan düşük), yüksek basınçlı gaz ve hidrojen depolama ve taşıma sistemlerine göre çok daha düşüktür, bu da günlük operasyon sürecinde güvenliği sağlamayı kolaylaştırır. Büyük sıvı hidrojen depolama ağırlık oranının özellikleriyle birleştiğinde, gelecekte hidrojen enerjisinin büyük ölçekli yaygınlaştırılmasında, sıvı hidrojen depolama ve taşıma (örneğin sıvı hidrojen hidrojenasyon istasyonu) sistemleri, yüksek bina yoğunluğuna, yoğun nüfusa ve yüksek arazi maliyetine sahip kentsel alanlarda daha güvenli bir işletme sistemine sahip olacak ve genel sistem daha küçük bir alanı kaplayarak daha düşük ilk yatırım maliyeti ve işletme maliyeti gerektirecektir.
Yüksek saflıkta buharlaştırma, terminalin gereksinimlerini karşılar.
Yüksek saflıkta hidrojen ve ultra saf hidrojenin küresel yıllık tüketimi, özellikle elektronik endüstrisinde (yarı iletkenler, elektro-vakum malzemeleri, silikon levhalar, optik fiber üretimi vb.) ve yakıt hücresi alanında çok büyüktür. Şu anda, birçok endüstriyel hidrojenin kalitesi, bazı son kullanıcıların hidrojen saflığına ilişkin katı gereksinimlerini karşılayamamaktadır; ancak sıvı hidrojenin buharlaştırılmasından sonra elde edilen hidrojenin saflığı bu gereksinimleri karşılayabilmektedir.
Sıvılaştırma tesisi yüksek yatırım maliyetine ve nispeten yüksek enerji tüketimine sahiptir.
Hidrojen sıvılaştırma soğutma kutuları gibi temel ekipman ve teknolojilerin geliştirilmesindeki gecikme nedeniyle, Eylül 2021'den önce yerli havacılık ve uzay sanayindeki tüm hidrojen sıvılaştırma ekipmanları yabancı şirketlerin tekelindeydi. Büyük ölçekli hidrojen sıvılaştırma çekirdek ekipmanları, ekipman ihracatını kısıtlayan ve teknik alışverişi yasaklayan ilgili dış ticaret politikalarına (örneğin ABD Ticaret Bakanlığı İhracat Yönetimi Düzenlemeleri) tabidir. Bu durum, hidrojen sıvılaştırma tesisinin ilk ekipman yatırımını büyük hale getirirken, sivil sıvı hidrojene olan yerli talebin az olması nedeniyle uygulama ölçeği yetersiz kalmakta ve kapasite artışı yavaş ilerlemektedir. Sonuç olarak, sıvı hidrojenin birim üretim enerji tüketimi, yüksek basınçlı gaz hidrojene göre daha yüksektir.
Sıvı hidrojenin depolanması ve taşınması sürecinde buharlaşma kaybı meydana gelir.
Şu anda, sıvı hidrojen depolama ve taşıma sürecinde, ısı kaçağı nedeniyle oluşan hidrojen buharlaşması temel olarak havalandırma yoluyla giderilmekte olup, bu da belirli bir oranda buharlaşma kaybına yol açmaktadır. Gelecekteki hidrojen enerjisi depolama ve taşıma süreçlerinde, doğrudan havalandırmanın neden olduğu kullanım azalması sorununu çözmek için kısmen buharlaşmış hidrojen gazının geri kazanılmasına yönelik ek önlemler alınmalıdır.
HL Kriyojenik Ekipman
1992 yılında kurulan HL Cryogenic Equipment, HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co.,Ltd.'ye bağlı bir markadır. HL Cryogenic Equipment, müşterilerinin çeşitli ihtiyaçlarını karşılamak üzere Yüksek Vakum Yalıtımlı Kriyojenik Borulama Sistemi ve ilgili Destek Ekipmanlarının tasarım ve üretimini üstlenmiştir. Vakum Yalıtımlı Boru ve Esnek Hortum, yüksek vakum ve çok katmanlı çok ekranlı özel yalıtım malzemelerinden üretilir ve bir dizi son derece sıkı teknik işlem ve yüksek vakum işleminden geçirilir. Bu ürünler, sıvı oksijen, sıvı azot, sıvı argon, sıvı hidrojen, sıvı helyum, sıvılaştırılmış etilen gazı (LEG) ve sıvılaştırılmış doğal gaz (LNG) transferinde kullanılır.
Yayın tarihi: 24 Kasım 2022