(1805 productos disponibles)
Una planta de hidrógeno líquido licúa el hidrógeno. El gas hidrógeno se convierte en hidrógeno líquido en una planta de hidrógeno líquido al enfriarlo a aproximadamente 253 grados Celsius. Diferentes tecnologías están disponibles para construir una planta de hidrógeno líquido, incluyendo el procesamiento criogénico, el preenfriamiento y la destilación.
Procesamiento criogénico
La principal tecnología que todas las plantas de hidrógeno líquido deben utilizar es el procesamiento criogénico. Este método implica el uso de temperaturas extremadamente bajas para enfriar y eventualmente licuar el gas hidrógeno. El procesamiento criogénico comienza con la compresión del gas hidrógeno. Esta compresión eleva la temperatura del gas. Luego, el gas se pasa a través de un intercambiador de calor donde se enfría haciendo circular nitrógeno líquido frío. El nitrógeno absorbe el calor del gas hidrógeno, bajando su temperatura. Luego, el gas hidrógeno se comprime nuevamente, lo que reduce aún más su temperatura hasta que se convierte en líquido.
Preenfriamiento
Algunas plantas de hidrógeno líquido utilizan sistemas de preenfriamiento antes de que comience el procesamiento criogénico. Los sistemas de preenfriamiento utilizan un refrigerante para enfriar el equipo de la planta y el entorno antes de comenzar el procesamiento criogénico. Esto asegura que el gas hidrógeno pase por un proceso de licuefacción eficiente.
Destilación
Absorbe el calor del hidrógeno. Luego, el hidrógeno se convierte nuevamente en gas. El gas pasa a través de una columna de fraccionamiento en el método de destilación. La columna de destilación separa el gas en diferentes componentes. El hidrógeno se purifica mediante la eliminación de impurezas a través de este método, asegurando que solo el hidrógeno de alta pureza pase por el proceso de licuefacción.
Las especificaciones esenciales de las plantas de hidrógeno líquido se detallan a continuación junto con sus necesidades de mantenimiento.
Pureza
La pureza del hidrógeno líquido es vital para las demandas de su uso final. Las plantas deben tener hidrógeno que oscile entre 99,0% y 99,9999% para producir hidrógeno líquido de pureza similar.
Los mecanismos de mantenimiento de la pureza, como los filtros y las trampas, deben inspeccionarse, limpiarse o reemplazarse regularmente para mantener la integridad de la bomba y la pureza de la hidrogenación catalítica selectiva (Sonic). Los procesos sónicos implican la reducción selectiva de impurezas utilizando catalizadores.
Deshidratación
Una unidad de secado extrae la humedad del hidrógeno para garantizar que permanezca en estado gaseoso durante el enfriamiento criogénico. Utiliza materiales adsorbentes como zeolitas o alúmina activada para retener las moléculas de agua de la corriente de gas.
La inspección, regeneración o reemplazo de los materiales adsorbentes evita que el vapor de agua contamine la corriente de hidrógeno y garantiza una depresión de punto de rocío confiable.
Filtración
Se requiere una filtración competente para mantener el oxígeno líquido en la corriente de hidrógeno libre de partículas sólidas. Los filtros criogénicos generalmente incorporan membranas de metal sinterizado o cerámica que retienen partículas a tamaños de micras o submicronicos.
Cambiar o limpiar los elementos del filtro según lo prescrito por el fabricante mantendrá una filtración efectiva para evitar el obstrucción del equipo aguas abajo.
Enfriamiento
El sistema de enfriamiento principal de LTH comprende un intercambiador de calor que transfiere calor del LOI o LN2 al agua del sistema de enfriamiento termo-fluido en la sección de la columna de interetapa (MCC). Un sistema de enfriamiento de excedente tendrá HTHHs, MCC, tuberías aisladas al vacío y líneas de productos de hidrógeno.
Inspeccione y mantenga los intercambiadores de calor, válvulas, bombas y aislamiento de todos los sistemas de enfriamiento. Asegure una circulación adecuada de fluidos y un intercambio de calor eficiente para evitar tapones de congelamiento y mantener el enfriamiento criogénico.
Aislamiento
En una planta de hidrógeno líquido, el aislamiento es vital para mantener bajas temperaturas en los componentes criogénicos y minimizar la transferencia de calor. El aislamiento al vacío y el aislamiento de espuma son ejemplos típicos.
Mantener la integridad del aislamiento criogénico es fundamental para la seguridad de la planta, la eficiencia energética y la estabilidad operativa.
Sistemas de seguridad
Los sistemas de seguridad críticos en una planta de hidrógeno líquido, como la parada de emergencia, el alivio de presión, la detección de fugas y los sistemas de seguridad contra incendios, deben monitorearse, inspeccionarse y mantenerse continuamente.
La falla de los sistemas de seguridad puede tener consecuencias catastróficas, poniendo en peligro la vida humana, la propiedad y el medio ambiente.
Los mercados más grandes que actualmente utilizan plantas de producción de hidrógeno son las industrias, las refinerías y el amoníaco. Estas tres industrias representan por sí solas más del 80% de la demanda total de plantas de hidrógeno.
Se espera que la demanda de la industria de refinería le dé un gran impulso a todo el mercado de plantas de producción de hidrógeno. Las plantas de producción de hidrógeno líquido se utilizan en la refinación de petróleo para eliminar impurezas como el azufre para producir combustibles más limpios. Según los informes, la industria de refinería utiliza aproximadamente 300 millones de metros cúbicos de hidrógeno por año.
Las industrias químicas también son un usuario significativo de hidrógeno. Su aplicación representa el 65% de la demanda del mercado de plantas de producción de hidrógeno. El hidrógeno se utiliza para fabricar amoníaco, que a su vez se utiliza para producir fertilizantes nitrogenados. La demanda agrícola de fertilizantes nitrogenados da un gran impulso al mercado del amoníaco. Alrededor del 40% del amoníaco se utiliza para fabricar fertilizantes nitrogenados. Se producen alrededor de 120 millones de toneladas métricas de amoníaco cada año.
Además, el hidrógeno también se utiliza para fabricar metanol. Los informes indican que se producen aproximadamente 90 millones de toneladas métricas de metanol cada año. El 12% del metanol se utiliza para la producción de formaldehído y el 20% para el ácido acético. El resto se utiliza para solventes, plásticos y gasolina.
Otras aplicaciones incluyen las pilas de combustible de hidrógeno que se utilizan en automóviles y la industria espacial. Se espera que la demanda de vehículos de pila de combustible de hidrógeno crezca rápidamente a medida que el enfoque global se desplaza hacia la reducción de las emisiones de carbono. Los informes indican que el mercado global de vehículos de pila de combustible de hidrógeno superó las 9.000 unidades el año pasado y se espera que alcance más de 20.000 unidades para 2025. La tasa de crecimiento anual es del 18%.
A medida que la demanda de plantas de producción de hidrógeno continúa creciendo, muchas plantas grandes están explorando la opción de invertir en plantas de producción de hidrógeno. No solo satisfarán su propia demanda, sino que también aprovecharán el floreciente mercado.
Proceso de producción:
Comprenda el proceso de producción de la planta de hidrógeno líquido. Familiarícese con el equipo principal y la tecnología clave relacionada con el proceso de producción para asegurarse de que sea avanzado y confiable.
Capacidad:
Elija una planta de hidrógeno líquido con una capacidad adecuada de acuerdo con la demanda. Considere factores como la demanda del mercado, el cronograma de producción y las posibilidades de expansión futura para garantizar que la capacidad seleccionada pueda satisfacer los requisitos específicos.
Ventajas tecnológicas:
Al seleccionar una planta de hidrógeno líquido, dé prioridad a las que demuestren ventajas tecnológicas. Las tecnologías avanzadas de las plantas pueden mejorar la eficiencia de producción, optimizar la utilización de recursos y reducir los costos operativos.
Rendimiento ambiental:
Considere el rendimiento ambiental de la planta de hidrógeno líquido, como los sistemas de tratamiento de residuos y las medidas de control de emisiones. La selección de plantas con excelente rendimiento ambiental puede cumplir con las responsabilidades ambientales y garantizar el cumplimiento de las regulaciones relevantes.
Seguridad y confiabilidad:
Dé prioridad a las plantas de hidrógeno líquido que poseen certificaciones de seguridad y registros de operación confiables. Realice evaluaciones exhaustivas de la seguridad y confiabilidad del equipo y las instalaciones de apoyo para minimizar los riesgos operativos.
P: ¿Qué tan grande es el mercado de hidrógeno líquido?
R: El mercado global de hidrógeno líquido se estimó en USD 4.9 mil millones en 2021. Se espera que crezca a una CAGR del 6.7% para alcanzar USD 8.4 mil millones para 2028.
P: ¿Cuáles son los usos del hidrógeno líquido?
R: El hidrógeno líquido tiene múltiples usos. Se utiliza como propulsor de cohetes en la exploración espacial. También se utiliza en laboratorios e instalaciones médicas para el almacenamiento criogénico. Algunas industrias utilizan hidrógeno líquido como materia prima para la fabricación de combustibles sintéticos, amoníaco y otros productos químicos. Se utiliza en metalurgias como el acero y el titanio para la pureza. El hidrógeno líquido también se utiliza en la fabricación de chips de semiconductores y electrónica.
P: ¿Cómo se diseñan las plantas de hidrógeno líquido?
R: Las plantas de hidrógeno líquido están diseñadas con la seguridad en mente. Tienen múltiples sistemas de seguridad redundantes, como ventilación, detectores de flujo excesivo, válvulas de alivio de presión y sistemas de parada de emergencia. Las plantas también tienen técnicas de análisis de riesgos como el análisis de modos de falla y efectos (FMEA) y evaluaciones de riesgo cualitativas/cuantitativas.
P: ¿Cuáles son los pasos para producir hidrógeno líquido en las plantas de hidrógeno?
R: La producción de hidrógeno líquido en las plantas de hidrógeno implica estos pasos: producción de hidrógeno, purificación, licuefacción y almacenamiento. La producción de hidrógeno puede utilizar el método de reformado de metano con vapor o la gasificación de biomasa. El hidrógeno producido se purifica para eliminar gases no deseados como el metano y el dióxido de carbono. En la etapa de licuefacción, el hidrógeno se enfría a temperaturas criogénicas utilizando refrigeradores de helio en cascada o preenfriados. Luego, el hidrógeno licuado se almacena en tanques criogénicos aislados para su distribución.
P: ¿Cuál es la diferencia entre el hidrógeno líquido y el hidrógeno gaseoso?
R: El hidrógeno gaseoso es hidrógeno en estado gaseoso a temperatura y presión ambiente. Tiene un volumen mayor que el hidrógeno líquido. El hidrógeno líquido es hidrógeno a temperaturas extremadamente bajas (-253 °C o -423 °F). El hidrógeno líquido es más compacto que el hidrógeno gaseoso. Es más fácil de almacenar y transportar. Un litro de hidrógeno líquido equivale a 800 litros de hidrógeno gaseoso.