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來源： 發(fā)布時間：2023-04-12

“氫”的發(fā)現(xiàn)早在16世紀(jì),，瑞士科學(xué)家帕拉塞爾斯發(fā)現(xiàn)把鐵放入硫酸中,，會產(chǎn)生一種特殊的氣體,。1766年,，英國化學(xué)家和物理學(xué)家卡文迪許使用多種金屬重復(fù)了帕拉塞爾斯的實驗，將氫氣收集起來并研究其性質(zhì),。因此,，在化學(xué)史上，人們把氫元素的發(fā)現(xiàn)這一項重大成就,，主要歸功于卡文迪許,。在工業(yè)上的分類工業(yè)上，根據(jù)中國國家標(biāo)準(zhǔn)《工業(yè)氫》GB/T3634-1995,，氫氣可分為高純氫（99.999%）,、純氫（99.99%）、普氫（99.9%）三種,。天然氣重整制氫（SMR）,，工藝描述：天然氣經(jīng)過壓縮，進入轉(zhuǎn)化爐加熱,，而后進入反應(yīng)爐,，在催化劑的作用下，發(fā)生蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)和一氧化碳變換反應(yīng),，產(chǎn)生含氫量約為70~90%的混合氣,，經(jīng)過變壓吸附提純得到不同純度的氫氣產(chǎn)品。反應(yīng)公式：CH4+H2O→CO↑+3H2↑CO+H2O→CO2↑+H2↑,，適用規(guī)模：2000-10000Nm3/h,，特點：工藝穩(wěn)定，適合大規(guī)模制氫,；前期投資較大,，成本穩(wěn)定（管道天然氣）；天然氣既作原料,，又做燃料,。加氫站是連接上游氫氣和下游燃料汽車用戶的紐帶,，是產(chǎn)業(yè)鏈的。上海氫氣運輸?shù)某杀?/p>

    用鐵,、鋅等與稀硫酸,、稀鹽酸作用制得“易燃空氣”（即氫氣），并用普利斯特里發(fā)明的排水集氣法把它收集起來,，進行研究,。他發(fā)現(xiàn)一定量的某種金屬分別與足量的各種酸作用，所產(chǎn)生的這種氣體的量是固定的,，與酸的種類,、濃度都無關(guān)。他還發(fā)現(xiàn)氫氣與空氣混合后點燃會發(fā)生,；又發(fā)現(xiàn)氫氣與氧氣化合生成水,，從而認(rèn)識到這種氣體和其它已知的各種氣體都不同。但是,，由于他是燃素說的虔誠信徒,，按照他的理解：這種氣體燃燒起來這么猛烈，一定富含燃素,；硫磺燃燒后成為硫酸,，那么硫酸中是沒有燃素的；而按照燃素說金屬也是含燃素的,。所以他認(rèn)為這種氣體是從金屬中分解出來的,，而不是來自酸中。他設(shè)想金屬在酸中溶解時,，“它們所含的燃素便釋放出來,，形成了這種可燃空氣”。他甚至曾一度設(shè)想氫氣就是燃素,，這種推測很快就得以當(dāng)時的一些杰出化學(xué)家舍勒,、基爾萬（Kirwan，）等的贊同,。由于把氫氣充到氣球中,，氣球便會徐徐上升，這種現(xiàn)象當(dāng)時曾被一些燃素學(xué)說的信奉者們用來作為他們“論證”燃素具有負(fù)重量的根據(jù),。但卡文迪許究竟是一位非凡的科學(xué)家,，后來他弄清楚了氣球在空氣中所受浮力問題，通過精確研究,，證明氫氣是有重量的,，只是比空氣輕很多。 上海氫氣運輸?shù)某杀境爻合?，氫氣是一種極易燃燒,，無色透明,、無臭無味且難溶于水的氣體。

    運輸成本通過建立加氫站氫氣運輸成本模型進行分析,，結(jié)果表明上海大規(guī)模氫氣運輸?shù)拈L管拖車運輸成本為·kg-1,，液氫運輸成本為·kg-1，管道運輸成本為6元·kg-1,。氫氣液化能耗占自身低熱值30％以上,，約為壓縮能耗的3倍左右，但氣態(tài)氫氣運輸能耗高于液氫運輸能耗,。運輸中盡管存在如高壓,、液氫蒸發(fā)以及氫脆等安全風(fēng)險,，但都可通過設(shè)計,、規(guī)范等措施避免。根據(jù)分析結(jié)果,，對于上海近期千輛級規(guī)模燃料電池汽車的發(fā)展計劃,，長管拖車輸送氫氣是方案。為促進燃料電池汽車的發(fā)展,，上海必須建立與之發(fā)展相適應(yīng)的氫基礎(chǔ)設(shè)施(加氫站),。加氫站按制氫地點可分為外供氫加氫站和站內(nèi)制氫加氫站，而對于外供氫加氫站,，氫氣的運輸是重要的一環(huán),。氫氣的運輸方式是多樣的，且每種運輸方式的應(yīng)用場合,、成熟程度,、使用成本等都不相同，因此需要進行比較,，根據(jù)實際情況研究合理的運輸方式,，以有效促進上海氫基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展。氫氣運輸方式,，按照輸送時氫氣所處狀態(tài)的不同,，氫氣的運輸方式可分為：氣態(tài)氫氣(GH2)輸送、液態(tài)氫氣(LH2)輸送和固態(tài)氫氣(SH2)輸送,。前兩者將氫氣加壓或液化后再利用交通工具運輸,，是目前加氫站正在使用的方式,。固態(tài)氫氣輸送通過金屬氫化物進行輸送，迄今尚未有固態(tài)氫氣輸送方式,。

氫氣可像天然氣那樣直接用于發(fā)動機,，它燃燒后生成水，不排放CO,、HC,、CO2，是非常干凈的燃料,。氫氣的分子量為2,，是輕的元素，密度很小,，沸點為℃,，自燃點為400℃。氫氣用作汽車能源的主要優(yōu)點,。來源非常豐富,。氫是宇宙中含量豐富的元素之一。氫可由水電解而成,，水的資源極其豐富,。也可以以天然氣、煤,、硫化氫為原料制取,。污染很少。氫氣燃料是不含碳的燃料,，廢氣中的主要成分是氫燃燒后的生成物H2O,、空氣中的N2、燃燒后空氣中剩余的O2以及在高溫下生成的NOx,。沒有汽油車及柴油車所排出的令人困擾的CO,、HC以及微粒、鉛,、硫等有害物質(zhì),，不會誘發(fā)光化學(xué)煙霧，也沒有導(dǎo)致地球溫室效應(yīng)的CO2,。熱效率高,。氫的火焰?zhèn)鞑ニ俣缺绕透咴S多，氫是氣態(tài)燃料,，混合氣形成質(zhì)量好,、分配均勻，加之火焰?zhèn)鞑ニ俣雀?，允許采用較稀的混合氣,；氫的自燃溫度比汽油高,，抗爆性好，允許有較高的壓縮比,，使得燃燒熱效率較高,，燃料消耗率較低。氫氣的應(yīng)用主要分為兩個方面,，一個是在傳統(tǒng)行業(yè)作為原材料使用,，一個是在氫能與燃料電池行業(yè)作為能源使用。

    日本大型工程與建設(shè)企業(yè)千代田化工建設(shè)公司將涉足氫氣銷售業(yè)務(wù),，將憑借常溫常壓儲運技術(shù)解決氫氣運輸難的問題,。不僅是燃料電池車，日本在氫氣流通領(lǐng)域也瞄準(zhǔn)了世界標(biāo)準(zhǔn)的寶座,。氫氣是備受期待的新一代能源,。豐田汽車公司和本田技研工業(yè)公司都宣布將在2015年向市場投放燃料電池車（FCV），氫社會的到來近在眼前,。但課題依然存在,，那就是氫氣不易儲運。要想把氫氣轉(zhuǎn)化成運輸效率高的液體,，必須達(dá)到零下250度左右的溫度,，保持氣體狀態(tài)的話就需要高壓儲藏。因為需要特殊的運輸及儲藏設(shè)備,，建設(shè)氫基礎(chǔ)設(shè)施的難度很大,，成了推進氫社會的瓶頸,。千代田化工建設(shè)瞄準(zhǔn)的目標(biāo)就是解決這個難題,，力爭成為氫社會的主角。該公司成功開發(fā)出了在使用甲苯使氫氣液化后,，能夠高效從液氫中提取出氫氣的特殊催化劑,。利用這一技術(shù)，氫就能夠像汽油一樣在常溫常壓下運輸,，實現(xiàn)對現(xiàn)有設(shè)備的充分利用,。這個業(yè)務(wù)超出了傳統(tǒng)工程與建設(shè)公司的經(jīng)營范圍。千代田化工的社長澀谷省吾說：“我們不僅要建設(shè)脫氫工廠等各種設(shè)施,，今后還將開展氫氣零售業(yè)務(wù),。”千代田化工將構(gòu)建將液化氫從中東和亞洲的產(chǎn)油國運到日本,，在日本的脫氫工廠分離氫氣的業(yè)務(wù),。該公司預(yù)定在2014財年（截至2015年3月）內(nèi)。 根據(jù)站內(nèi)氫氣儲存相態(tài)不同,，加氫站又分為氣氫加氫站和液氫加氫站,。新疆氫氣運輸客服電話

低壓氫氣的管道運輸在歐洲和美國已有70多年的歷史,。上海氫氣運輸?shù)某杀?/p>

    體積能量密度達(dá)到·L-1，是氣氫15MPa運輸壓力下的,。因此將氫氣深冷至21K液化后,，再利用槽罐車或者管道運輸可提高運輸效率。槽罐車的容量大約為65m3,，每次可凈運輸約4000kg氫氣,，國外加氫站采用槽車液氫運輸?shù)姆绞揭远嘤跉鈶B(tài)氫氣的運輸方式。液氫管道都采用真空夾套絕熱,，由內(nèi)外兩個等截面同心套管組成,，兩個套管之間抽成高度的真空。除了槽罐車和管道,，液氫還可以利用鐵路和輪船進行長距離或跨洲際輸送,。深冷鐵路槽車長距離運輸液氫是一種既能滿足較大輸氫量又是比較快速、經(jīng)濟的運氫方法,。這種鐵路槽車常用水平放置的圓筒形杜瓦槽罐,，其儲存液氫的容量可達(dá)到100m3，特殊大容量的鐵路槽車甚至可以運輸120～200m3的液氫,。目前*有非常少量的氫氣采用鐵路運輸,。表1定性地比較了上述幾種方式的適用場合、運輸量,、技術(shù)成熟程度,、應(yīng)用情況及其優(yōu)缺點。盡管氫氣運輸方式眾多,，但從發(fā)展趨勢來看,，在今后相當(dāng)長一段時期內(nèi)加氫站氫氣主要通過長管拖車、槽車和氣氫管道進行運輸,。因此,，本文對這三種運輸方式進行了更為深入的研究。2氫氣運輸成本分析氫氣的運輸成本足選擇氫氣運輸方式的重要指標(biāo),。為了計算氫氣的運輸成本,，本研究小組基于Excel開發(fā)了氫氣運輸成本模型。 上海氫氣運輸?shù)某杀?/p>

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