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液氢的制取、储运及应用知识

作者:官方来源:未势能源所属栏目:基础知识发布时间:2023-04-28 09:56

[ 导读 ]液氢，是由氢气经过降温而得到的液体，是一种无色、无味的高能低温液体燃料。相比于氢气，液氢具有密度大、纯度高的优点，可有效...

什么是液氢？

液氢，是由氢气经过降温而得到的液体，是一种无色、无味的高能低温液体燃料。

一个大气压下的正常氢沸点为20.37K（-252.78℃），凝固点为13.96K（-259.19℃）。

相比于氢气，液氢具有密度大、纯度高的优点，可有效降低运输成本、提升运输设备的单位运力。

液氢如何制取

液氢的制取，即氢液化技术，具有多种形式。

带预冷Claude循环——目前大型的液氢工厂普遍采用改进型带预冷Claude循环。带预冷的Claude循环包括四个步骤：氢气常温预压缩，液氮预冷至80K，膨胀机进一步冷却至30K，通过节流阀膨胀冷却至20K并实现冷凝液化。

逆布雷顿循环制冷——逆布雷顿循环制冷的氢液化系统由氦制冷系统与氢系统两部分组成，氦制冷系统中的工质氦先被压缩，通过液氮预冷，再被换热器逐级冷却，最后在氦透平膨胀机中膨胀降至低温。氢系统中，被压缩的氢气经液氮预冷后在热交换器内被冷氦气降温，得到液氢。

液氢储运技术

液氢的储运是液氢安全、高效、规模化和低成本运用的基础，也是解决氢能技术路线应用环节的关键。

液氢的存储技术关键在于液氢储罐，液氢运输技术关键在于运输设备。液氢的存储需使用具有良好绝热性能的低温液体存储容器，也称液氢储罐，液氢储罐根据其使用形式可分为固定式和移动式。液氢的运输需要液氢储罐与交通运输工具相结合，运输设备根据运输方式可分为公路槽车和铁路车，液氢厂区使用液氢管道进行小范围、短距离输配。

液氢的应用

液氢是氢能产业的重要组成，其极高的纯度、极低的温度，能有效地解决氢气长距离大规模运输和贸易的问题，有着广泛的应用场景：

作为航天火箭推进剂、工业中用作化工燃料、加氢站和氢燃料电池汽车作为储存燃料、为实现超导状态提供深低温环境、半导体制造过程中使用的超纯氢。