Hidrogênio líquido de fábrica

Tipos de hidrogênio líquido de fábrica

• Reactores de produção:

  Um componente crítico na criação de hidrogênio líquido de fábrica, os reatores de produção, como reatores de gaseificação ou reformador de metano a vapor (SMR), convertem a matéria-prima em moléculas de hidrogênio. A escolha do reator depende em grande parte da natureza da matéria-prima selecionada e do método desejado de produção de hidrogênio.

• Unidades de separação de gás:

  Após a produção de hidrogênio, essas unidades especializadas são responsáveis por separar o hidrogênio de outros subprodutos. As fábricas geralmente utilizam unidades de adsorção por oscilação de pressão (PSA) para esse fim. Essas unidades se baseiam nas diferentes pressões nas quais os diferentes gases são adsorvidos para separar o hidrogênio do metano e outros gases residuais.

• Sistemas de refrigeração criogênica:

  Para produzir e armazenar hidrogênio líquido, é imperativo empregar sistemas de refrigeração criogênica, que podem manter temperaturas extremamente baixas de cerca de -253 graus Celsius. Essa regulação de temperatura garante que o hidrogênio permaneça em seu estado líquido.

• Plantas de liquefação:

  Essas instalações especializadas desempenham um papel fundamental na conversão de hidrogênio gasoso em hidrogênio líquido por meio de processos como resfriamento, compressão e separação de gases.

Especificações e manutenção da fábrica de hidrogênio líquido

A especificação do hidrogênio líquido de fábrica varia de acordo com o modelo e a finalidade da planta. Algumas especificações gerais da fábrica de hidrogênio líquido são as seguintes:

• Capacidade

  A capacidade de uma planta de liquefação de hidrogênio geralmente é expressa em toneladas por dia (TPD). Para a produção de hidrogênio em pequena escala, a capacidade pode variar de 5 TPD a 20 TPD. Enquanto isso, para a produção de hidrogênio em grande escala, a capacidade é de 50 TPD ou mais.

• Temperatura

  O ponto de ebulição do hidrogênio é 253 °C (aproximadamente 20 K). Para liquefazer o hidrogênio, a temperatura do gás tem que ser pelo menos 253 °C (aproximadamente 20 K) ou inferior. Na verdade, algumas plantas podem atingir uma temperatura de -259 °C (aprox -252 °C).

• Consumo de energia

  Uma planta de liquefação típica para hidrogênio consome cerca de 10 a 15 por cento da energia produzida durante o processo de produção de hidrogênio.

• Sistema de compressão

  O tipo de compressão usado pela planta é uma especificação importante. Algumas fábricas usam compressores de parafuso, enquanto outras aplicam compressores centrífugos. As especificações dos compressores usados são diferentes de acordo com as necessidades da fábrica.

• Sistema de refrigeração

  Trocadores de calor e refrigeradores criogênicos são usados em plantas de ar condicionado. Fábricas de liquefação avançadas usam ciclos de refrigeração baseados em expansores para recuperar e usar a energia residual do gás hidrogênio.

O método de manutenção da fábrica de liquefação de hidrogênio pode variar dependendo do modelo e dos requisitos do fabricante. Geralmente, é importante seguir o cronograma de manutenção recomendado no manual da fábrica. Alguns métodos de manutenção comuns são:

• Inspeção regular

  Verifique o desgaste do equipamento, o acoplamento e vários outros componentes para ver se há peças soltas ou desgastadas que precisam ser substituídas ou ajustadas a tempo. Verifique os medidores de temperatura e pressão nas instalações de liquefação para garantir que os valores de trabalho estão corretos.

• Lubrificação

  Lubrifique as peças móveis da fábrica de liquefação de hidrogênio de acordo com os produtos de óleo necessários e os métodos de lubrificação para garantir um funcionamento suave e reduzir o desgaste.

• Limpeza

  Remova poeira e sujeira da superfície do equipamento e limpe a água e outras impurezas nas tubulações para garantir que a pureza do hidrogênio seja alta e que a suavidade das tubulações seja boa. Monitore e trate prontamente ruídos e vibrações anormais para evitar danos ao equipamento e incidentes.

• Substituição de peças

  Substitua periodicamente os componentes principais, como elementos de vedação e filtros da fábrica de hidrogênio líquido, para garantir a confiabilidade e a estabilidade do equipamento.

Aplicações de hidrogênio líquido de fábrica

A aplicação de fábricas de hidrogênio na produção de hidrogênio líquido é diversa e espera-se que cresça ainda mais nos próximos anos.

• Setor de energia

  O hidrogênio líquido é usado como um transportador de energia no setor de produção de energia. Também é utilizado em sistemas de armazenamento de energia e como combustível para células de combustível e como combustível para foguetes e outros veículos no setor de transporte.

• Setor de transporte

  Os carros que queimam hidrogênio não produzem emissões de gases de efeito estufa, apenas vapor d'água. Veículos de célula de combustível de hidrogênio (FCVs) estão entre os veículos de emissões zero do futuro. Eles têm muito em comum com carros elétricos, mas, em vez de carregar uma bateria, eles usam hidrogênio de um tanque. Assim como os carros tradicionais, eles podem ser reabastecidos em questão de minutos.

• Indústria aeroespacial

  O hidrogênio líquido é comumente usado na indústria aeroespacial como combustível de foguete para exploração espacial. É usado em tanques criogênicos e células de combustível em espaçonaves. Por exemplo, o hidrogênio líquido é usado com oxigênio como combustível para o estágio superior do ônibus espacial e no Boeing CST-100 Starliner para alimentar suas células de combustível.

• Fabricação de eletrônicos

  O hidrogênio líquido também é ótimo para a indústria de fabricação de eletrônicos. Ele ajuda na fabricação de semicondutores, que são muito importantes para produtos elétricos como computadores, smartphones e outros gadgets. O hidrogênio líquido é um jogador fundamental na produção de telas de painel plano e células solares também.

• Metalurgia e materiais

  As fábricas de hidrogênio também podem ser usadas em aplicações de metalurgia e materiais. O hidrogênio serve como um agente redutor na produção e processamento de metais. É usado em processos de deposição química em fase de vapor (CVD) para depositar filmes finos e revestimentos em vários substratos, o que melhora as propriedades dos materiais.

Como escolher hidrogênio líquido de fábrica

Ao escolher plantas de produção de hidrogênio, é crucial escolhê-las com muito cuidado, pois simplesmente não há espaço para erros. Os seguintes são alguns dos pontos mais importantes que os proprietários de empresas precisam considerar ao escolher um hidrogênio líquido de fábrica:

• Entenda a demanda: É importante avaliar a demanda atual de hidrogênio e suas expectativas futuras antes de prosseguir com a escolha de uma fábrica para produção de hidrogênio. Os compradores devem conhecer a capacidade necessária para atender à sua demanda atual de hidrogênio. Eles também devem estimar o custo da produção e distribuição de hidrogênio líquido para atender a qualquer demanda adicional no futuro.
• Tecnologia de produção: O tipo de tecnologia de produção que uma fábrica de hidrogênio utiliza terá um impacto direto na qualidade e no rendimento do hidrogênio produzido. É importante que os compradores se familiarizem com os diferentes tipos de tecnologias de produção (por exemplo, reformação de metano a vapor, gaseificação de carvão, reformação autotérmica) e escolham a fábrica que utiliza a tecnologia mais adequada às suas necessidades.
• Considerações ambientais: Com o aumento da mudança climática e da conscientização sobre o aquecimento global, é importante considerar os fatores ambientais que entram em jogo na produção e distribuição de hidrogênio. Os compradores devem considerar as capacidades de captura e armazenamento de carbono (CCS) da fábrica de hidrogênio com a qual desejam trabalhar. Além disso, examine o impacto ambiental da fábrica para garantir que estejam trabalhando para reduzir as emissões de gases de efeito estufa.
• Custo e viabilidade econômica: É importante considerar o custo total da fábrica de produção de hidrogênio ao escolher uma para trabalhar. Isso inclui o custo de investimento inicial, os custos operacionais e o potencial retorno do investimento (ROI). Compare os custos dos diferentes métodos de produção de hidrogênio e avalie sua viabilidade econômica para escolher aquele que é mais adequado para o negócio.
• Escalabilidade tecnológica: É provável que a demanda por hidrogênio aumente no futuro. Por causa disso, as empresas devem escolher fábricas de produção de hidrogênio com tecnologias escaláveis. Essas fábricas terão capacidade de expandir a produção em linha com o aumento da demanda, mantendo a eficiência e a rentabilidade.

FAQ sobre hidrogênio líquido de fábrica

P1: Quais problemas de segurança o hidrogênio exige?

A1: O hidrogênio possui os mesmos riscos de inflamabilidade que a maioria dos gases. Devido à sua pequena massa, ele tem uma forte tendência a flutuar. As chamas de hidrogênio nem sempre são visíveis, tornando-as perigosas e difíceis de detectar. O direito do empregado de saber deve ser abordado usando rótulos, MSDS e treinamento.

P2: Quais efeitos o hidrogênio pode ter no meio ambiente?

A2: O próprio hidrogênio não é prejudicial, mas os processos de produção às vezes são problemáticos. Por exemplo, o CO2 emitido do gás natural é de cerca de 8000 toneladas por ano, o que é prejudicial à mudança climática.

P3: Como as pessoas são expostas ao hidrogênio?

A3: O uso de hidrogênio em refinarias e plantas químicas é generalizado, e os trabalhadores podem ser expostos a altos níveis de hidrogênio nesses locais.

P4: O hidrogênio compõe o ar que respiramos?

A4: Não, o hidrogênio não está no ar que respiramos. A atmosfera é composta por 78% de nitrogênio, 21% de oxigênio e gases traço como argônio e dióxido de carbono.

P5: Como o hidrogênio é transportado?

A5: O hidrogênio pode ser transportado por meio de tubulações ou como amônia de hidrogênio a granel na forma líquida.