Развитие технологических процессов, появление новых технологий, открытие новых перспективных направлений увеличивают спрос на газообразный водород, используемого в качестве энергоносителя увеличивается. Последнее время водород находит свое применение не только в привычных технологиях но и в авиастроении и автомобилестроении (водородные двигатели).
Содержание:
- Что такое водород
1.1. Химические и физические свойства
1.2. Краткое описание способов получения водорода - Применение водорода в промышленности
2.1. Перспективы развития потребления газообразного водорода
1. Что такое водород
Водород — газ, легче воздуха, в природе практически не встречается в чистом, благодаря своим свойствам широко применяется в различных областях промышленности.
Химические и физические свойства газа позволяют использовать его как химического реагента, как охлаждающего агента, как экологически чистое топливо.
1.1. Химические и физические свойства
Скорость движения молекул водорода быстрее скорости движения молекул любого другого газа, благодаря высокой скорости увеличивается скорость передачи тепла. Теплопроводность газообразного водорода в 7 (семь) раз выше тепловодности воздуха, является самой высокой среди газообразных веществ.
Температура кипения водорода составляет -252,76 оС, при этом удельная теплота сгорания 120,9⋅10^6 Дж/кг.
Высокая растворимость газа в металлах (способность диффундировать через них) накладывает определенные ограничения на транспортировку газообразного вещества по стальным трубопроводам. При определенных параметрах происходит разрушение углеродистого сплава (декарбонизация) в следствии взаимодействия с углеродом.
Молекулярный водород (при обычных условиях) относительно малоактивен, при повышении температуры вступает в реакцию со многими элементами.
1.2. Краткое описание способов получения водорода
Практически весь водород на Земле находится в виде соединений. Промышленные объемы потребления возрастают из года в год, в связи с изменениями технологий, расширением новых сфер использования.
Для получения газообразного водорода, в больших объемах, используют несколько методов:
- паровая конверсия природного газа
- газификация угля
- электролиз водных растворов солей, гидроксилов
- электролиз химически чистой воды
Последнее время актуальна технология получения газообразного водорода методом КЦА (короткоцикловая адсорбция) и СКЦА, обеспечивающие локальное снабжение потребителя газом требуемой чистоты.
2. Применение водорода в промышленности
Водород крайне широко применяется в промышленном секторе. Наибольший объем потребляют производители аммиака и химическая, нефтехимическая промышленности. Высокие показатели потребления имеют процессы производства аммиака, синтетического топлива, глубокой переработке нефти.
Благодаря свойствам горения газообразный водород применяют в наукоемких областях, как экологический чистый источник энергии с высокой удельной теплотой сгорания. В лабораториях используют как газ-носитель так и в качестве топлива для горелок.
Интересный способ применения в электроэнергетике. Высокая теплопроводность и не высокая плотность позволяют использовать в водородных системах охлаждения генераторов переменного тока.
Современный развивающийся мир предъявляет высокие требования к применяемому топливу. Водород, как экологически чистый энергоноситель, используется в качестве ракетного топлива, в водородно-кислородных топливных элементах.
2.1. Перспективы развития потребления газообразного водорода
Рассматривая перспективы развития потребления газообразного водорода, необходимо заострить внимание на мировую тенденцию поиска альтернативных источников энергии и энергоносителей.
Ведутся работы по работе двигателей внутреннего сгорания на водородном топливе, разработке авиадвигателей.
Развитие технологических процессов, повышение требований к качеству продукции, вынуждают обеспечивать процессы чистым недорогим энергоносителем.