由于河北张家口爆燃事故被误报,氢能安全管理问题已经成为目前国内外研究关注的焦点。氢能因其环境友好且具有高效率的特点,被认为是未来最具潜力的能源载体。谈“氢”不色变系列文章从多个不同角度对氢能的安全性方面进行知识科普。氢能的应用作为一个重要的环节,氢气运输的安全性备受关注。
目前主要方式:气态氢气运输、液态氢气运输
氢气运输可以分为气态、液态、有机液体和固态,取决于氢气在运输过程中的状态。
氢气可以通过加压来实现空气态氢气的运输,使用一个集装格、长管拖车和管道等工具可以进行社会输送;液态氢气系统则是将氢气深冷至-253℃以下,然后通过利用槽罐车进行企业输送;还可以使用不饱和芳香烃、烯炔烃等有机液体作为储氢载体,实现氢气的运输;最后,还可以通过金属氢化物来吸附氢气,实现固态氢气的运输。
目前,氢气运输业界主要使用气态氢气和液态氢气运输技术,而有机液体氢气运输和固态氢气运输由于技术和成本等因素的限制,尚未得到广泛应用。
气态氢气主要使用长管拖车和低压管道运输
在国内,气态氢气的运输主要以长管拖车和低压管道两种形式进行。
长管拖车运输储存压力为20MPa。由于成本限制,这种方式适用于短距离氢气运输,最佳经济运输半径约为200公里。
国内长管拖车以及运输网络设备产业已全面发展至成熟一个阶段,石家庄安瑞科、上海南亮、鲁西化工等企业均生产长管拖车。河北海珀尔采用的高压储罐使得长管拖车在制氢厂的充装时间大大缩短,从平均每辆车辆加注时间8小时,变为仅需1.5小时,快速安全完成加注。为了满足大规模用氢客户的需求,可采用200MPa压力的氢气槽车进行运输。此外,针对农村小规模的用氢客户,可以通过使用15MPa压力的氢气存在钢瓶和氢气作为集装格进行分析运输。
低压管道输送适用于大型点对点输送。由于氢气与某些金属存在氢脆现象,管道材料发展需要一个特殊教育要求,因此企业投入的成本较高,使得工程造价增加。
目前,国外低压天然气和氢气管道运输处于小规模发展阶段。除了通过纯氢管道运输外,运输氢气也可以采用掺混到天然气管网中的方式(氢气含量不超过20%),这样既具有良好的经济性,又能够确保安全,因为运输结束后可以对混合气体进行氢气提纯。