電子工業(yè)半導(dǎo)體制造:在半導(dǎo)體芯片制造過(guò)程中,氫氣被廣泛應(yīng)用于多個(gè)環(huán)節(jié)。例如,在硅片的清洗工藝中,氫氣等離子體可用于去除硅片表面的雜質(zhì)和氧化物,硅片表面的清潔和活性。在化學(xué)氣相沉積(CVD)工藝中,氫氣作為載氣和反應(yīng)氣體,參與薄膜的生長(zhǎng)過(guò)程,有助于提高薄膜的質(zhì)量和性能。
電解水制氫過(guò)程能耗高,被稱為電老虎,而甲醇制氫則能在相對(duì)較低的溫度和壓力下進(jìn)行,減少了能源消耗。提高氫氣產(chǎn)率:甲醇制氫具有較高的氫氣產(chǎn)率。通過(guò)重整反應(yīng),甲醇可以地轉(zhuǎn)化為氫氣,使得氫氣的產(chǎn)量相對(duì)較高。這對(duì)于大規(guī)模應(yīng)用氫氣,如氫能源汽車、分布式發(fā)電等領(lǐng)域具有重要意義。
電解水制氫:在現(xiàn)有條件下,假設(shè)工業(yè)用電價(jià)格為 0.4 元 /kWh,堿性電解水制氫成本為 29.9 元 /kg,PEM 電解水制氫成本為 39.87 元 /kg。當(dāng)可再生能源電價(jià)降至 0.16 元 /kWh,堿性電解和 PEM 系統(tǒng)電解設(shè)備價(jià)格分別降至 1000 元 /kW 和 2750 元 /kW 時(shí),堿性電解水制氫和 PEM 電解水制氫成本分別是 11.64 元 /kg 和 14.34 元 /kW。
著火極限拓寬:氫氣的可燃范圍寬,能使混合氣體的著火極限拓寬。以液化氣為例,摻入氫氣后,其可燃下限會(huì)降低,可燃上限會(huì)升高,使得混合氣體在更寬的濃度范圍內(nèi)都能燃燒,增加了燃燒的可能性,但同時(shí)也增加了泄漏等情況下發(fā)生火災(zāi)爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。
粉末冶金:在粉末冶金生產(chǎn)中,氫氣用于還原金屬粉末,如鐵粉、銅粉等,以去除粉末表面的氧化物,提高粉末的純度和活性。同時(shí),在燒結(jié)過(guò)程中,氫氣作為保護(hù)氣體,防止金屬粉末在高溫下被氧化,燒結(jié)制品的質(zhì)量。
要進(jìn)一步提高高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)中智能管理系統(tǒng)的準(zhǔn)確性,可以從以下幾個(gè)方面著手: 優(yōu)化傳感器技術(shù) ? 提高傳感器精度:選擇精度更高的壓力、溫度等傳感器,確保能夠測(cè)量?jī)?chǔ)氫容器內(nèi)的各項(xiàng)參數(shù)。例如,采用的壓阻式壓力傳感器,其測(cè)量精度可達(dá)到 0.1% FS(滿量程)甚至更高,能更準(zhǔn)確地感知壓力變化。同時(shí),定期對(duì)傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)和維護(hù),確保其始終保持狀態(tài)。
該工程利用焦?fàn)t煤氣中的氫氣成分,在氫基豎爐內(nèi)催化裂解為一氧化碳和氫氣,實(shí)現(xiàn) “自重整”。與傳統(tǒng) “高爐 + 轉(zhuǎn)爐” 的長(zhǎng)流程煉鋼模式相比,工藝流程環(huán)節(jié)大幅減少,碳排放量大幅下降。經(jīng)測(cè)算,較企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)前,主要污染物二氧化硫、氮氧化物、煙粉塵排放分別減少 30%、70% 和 80% 以上,噸鋼碳排放降至約 0.5 噸,相較于傳統(tǒng)長(zhǎng)流程煉鋼可減少二氧化碳排放約 70%,年可減少二氧化碳排放約 80 萬(wàn)噸。
該試驗(yàn)項(xiàng)目由英國(guó)商業(yè)、能源和工業(yè)戰(zhàn)略部(BEIS)資助,展示了使用氫氣替代天然氣作為可行燃料商業(yè)化生產(chǎn)石灰的潛力,某制藥廠氫氣燃?xì)忮仩t應(yīng)用:某制藥廠在生產(chǎn)線中使用氫氣燃?xì)忮仩t來(lái)加熱反應(yīng)釜。與傳統(tǒng)燃料鍋爐相比,氫氣燃?xì)忮仩t在加熱過(guò)程中更加均勻,有效提高了藥品生產(chǎn)效率。
通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)算法,如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)等,建立的儲(chǔ)氫狀態(tài)預(yù)測(cè)模型,能夠更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)儲(chǔ)氫容器的壓力、溫度變化趨勢(shì),及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況。實(shí)施數(shù)據(jù)融合技術(shù):將來(lái)自不同傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理,綜合分析多個(gè)參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系,提高對(duì)儲(chǔ)氫狀態(tài)判斷的準(zhǔn)確性。