В пищевой промышленности — на масло- и жирозаводах — водород используется для производства маргарина путем гидрогенизации жидких растительных жиров.
Зачем миру водород и какие планы на этот элемент у НОВАТЭК
Водород, самый распространенный элемент во Вселенной, является ключевым элементом для декарбонизации глобальной энергетической системы. О его роли в будущем энергетической системы России аналитики инвестиционного департамента Газпромбанка.
🤔 Для чего нужен водород
Водород — один из важнейших способов хранения энергии из возобновляемых источников: Солнечная, ветровая или гидроэнергетическая энергия. При сгорании выделяется только вода, в то время как при реакции выделяется очень большое количество энергии. Водород можно транспортировать на большие расстояния, использовать в производстве стали и других отраслях тяжелой промышленности, а также применять в грузовых перевозках, судоходстве и авиации. Энергия одного килограмма водорода эквивалентна энергии 3,8 литра дизельного топлива. Таким образом, водород можно использовать и как «аккумулятор» для хранения и сохранения энергии, и как прямой источник энергии.
Однако самый распространенный элемент во Вселенной не встречается на Земле в чистом виде. Здесь он существует только в виде соединений, вместе с другими химическими элементами, такими как кислород, образующий воду, или углерод, образующий органические соединения.
Как производят водород
Человечество давно использует водород в качестве сырья в химической промышленности или топлива в металлургии. Способ его производства определяет, является ли он экологически чистым или нет.
Термины «серый», «синий» и «зеленый» используются для описания способа производства водорода.
Серый водород в основном производится путем сжигания угля или биомассы в реакторе и оставляет настолько большой углеродный след, что выбросы, связанные с его производством, в настоящее время сопоставимы с выбросами Великобритании и Индонезии вместе взятых. Серый водород не способствует достижению целей энергетического перехода, а скорее наоборот.
Голубой водород также производится из ископаемого топлива, в основном природного газа, но с помощью технологии, которая улавливает и хранит выбросы (CO2), образующиеся в процессе производства. В зависимости от степени декарбонизации и технологии производства водород можно разделить на широкий спектр цветов радуги — от розового до желтого.
Зеленый водород — это водород, полученный путем расщепления воды посредством электролиза с использованием только возобновляемых источников энергии, таких как ветер или солнечная энергия. Он производит только водород (H2) и кислород (O2). Его огромная ценность в борьбе с изменением климата заключается в способности заменить ископаемое топливо с высоким углеродным следом и в его потенциале как системы хранения энергии.
Химическая промышленность
Основным применением водорода является производство химических веществ, таких как аммиак, метанол, хлористый водород и его раствор, хлористый водород и его производные.
Нефтеперерабатывающая промышленность
В металлургии водород в основном используется для получения минерализованного сырья путем прямого восстановления железа. Водород используется для извлечения металлов из их оксидов, например, вольфрама.
На прокатных станах для термической обработки холоднокатаной стали используется большое количество технического водорода. Водород используется на металлургических заводах для создания азотно-водородной защитной атмосферы во время термической обработки стального проката.
При сгорании водорода в кислороде температура повышается примерно до 3000 °C, что позволяет сваривать тугоплавкие металлы.
В этом секторе водород используется в производстве флоат-стекла и в производстве плавленого кремнезема, который изготавливается путем плавления кварца, минерального хрусталя или синтетического кремнезема в кислородном пламени.
Стекольная промышленность
Благодаря своим свойствам, таким как высокая теплопроводность и коэффициент диффузии, водород используется для охлаждения мощных турбогенераторов на тепловых электростанциях и атомных электростанциях.
На нефтеперерабатывающих заводах растет спрос на водород для производства топлива из тяжелого сырья с высоким содержанием серы. Большое количество водорода необходимо для установок гидродесульфуризации, гидрокрекинга дистиллятов, гидроочистки, изомеризации и производства смазочных материалов. Кроме того, водород используется на нефтеперерабатывающих заводах для активации катализаторов риформинга и регенерации катализаторов изомеризации.
Нефтеперерабатывающая промышленность
Основным применением водорода в металлургии является производство минерализованного сырья путем прямого восстановления железа. В настоящее время этот процесс потребляет около 320 000 тонн водорода.
Значительное количество водорода расходуется в технологических процессах прокатного производства (при термической обработке холоднокатаной стали). Потребление водорода составляет около 15 тысяч тонн в год.
Водород также используется на металлургических заводах для создания азотно-водородной защитной атмосферы во время термической обработки труб.
В стекольной промышленности водород используется для производства флоат-стекла и для производства кварцевого стекла, которое изготавливается путем плавления чистого минерального хрусталя, кварца или синтетического кремнезема в водородно-кислородном пламени.
Стекольная промышленность
В энергетике водород используется для охлаждения мощных турбогенераторов благодаря его высокой теплопроводности и коэффициенту диффузии, а также его нетоксичности. По оценкам, в энергетическом секторе на тепловых и атомных электростанциях ежегодно потребляется около 4-5 тысяч тонн водорода.
В пищевой промышленности водород используется при гидрогенизации масел и жиров для получения твердых жиров (маргарина). Потребление водорода предприятиями по производству масел и жиров оценивается в 1,5 тыс. тонн в год.
Пищевая промышленность
Среди других потребителей водорода — обогатительные фабрики, заводы по производству ядерного топлива, электронная и электротехническая промышленность, транспортные и газовые компании и фармацевтическая промышленность.
Чтобы определить цену или получить дополнительную консультацию, вы можете позвонить по телефону +7 (495) 545-44-62 или отправить запрос.
Промышленные способы поглощения водорода включают:
Как получить?
Водород можно получить в лаборатории:
- газификацию угля,
- паровую конверсию метана,
- электролиз.
Поскольку водород в 14 раз легче воздуха, его раньше использовали для наполнения воздушных шаров и аэростатов. Но после серии аварий с дирижаблями конструкторы были вынуждены искать замену водороду (напомним: чистый водород — взрывоопасное вещество, и малейшей искры было достаточно, чтобы произошел взрыв).
- при гидролизе гидридов металлов,
- при реакции с водой щелочных и щелочноземельных металлов,
- при взаимодействии разбавленных кислот с активными металлами.
Практическое применение
Взрыв дирижабля «Гинденбург» в 1937 году был вызван воспламенением водорода (из-за короткого замыкания), который использовался для работы этого огромного дирижабля.
Поэтому вместо водорода для таких самолетов также использовался гелий. Гелий легче воздуха, но менее взрывоопасен, чем водород.
Однако водород очень успешно используется в качестве ракетного топлива. А автомобили, работающие на водороде, более экологичны, чем их дизельные или бензиновые аналоги.
Водород также используется для переработки топлива, особенно топлива на основе нефти и дизельного топлива.
А в конце есть обучающее видео по теме нашей статьи.
Видео
При написании этой статьи я старался сделать ее максимально интересной, полезной и качественной. Буду благодарен за обратную связь и конструктивную критику в виде комментариев к статье. Также пишите свои пожелания/вопросы/предложения на мою почту pavelchaika1983@gmail.com или на Facebook.
