提升燃燒效率,優(yōu)化工藝性能
1.燃燒速度快,縮短反應(yīng)時間
氫氣的燃燒速度是天然氣的 7 倍以上,能使火焰?zhèn)鞑ニ俣燃涌欤紵浞?,減少不完全燃燒導(dǎo)致的熱損失。例如:
玻璃熔爐摻氫 10% 后,熱效率提升 5%-8%,燃料消耗量降低 12%,同時熔融玻璃的均勻性改善,廢品率下降 3%。
2.燃燒溫度高,適應(yīng)高溫工藝需求
氫氣燃燒熱值高(約 120MJ/kg,為天然氣的 3 倍),摻氫后可提高火焰溫度。例如:
陶瓷窯爐摻氫 20% 時,高燃燒溫度從 1450℃提升至 1500℃,縮短燒成時間 10%-15%,產(chǎn)能提升約 5%。
3.減少污染物排放
氮氧化物(NOx)降低:氫氣燃燒產(chǎn)物為水,且能稀釋天然氣中的氮含量,摻氫 20% 可使 NOx 排放減少 20%-30%,滿足環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)(如從 50mg/m3 降至 40mg/m3)。
硫化物協(xié)同控制:若氫氣為綠氫,可避免傳統(tǒng)天然氣中硫化物燃燒產(chǎn)生的 SOx,進(jìn)一步提升清潔性。
提高產(chǎn)品質(zhì)量
在紡織行業(yè)中,定型機(jī)是關(guān)鍵設(shè)備之一,其加熱方式直接影響產(chǎn)品質(zhì)量。指出,傳統(tǒng)蒸汽加熱方式導(dǎo)致產(chǎn)品表面硬度不均,而天然氣加熱后產(chǎn)品表面較硬,蒸汽加熱后較軟。因此,定型機(jī)采用天然氣加熱,能夠更好地滿足產(chǎn)品表面硬度要求,從而提高產(chǎn)品質(zhì)量。
此外,提到,通過摻入氫氣,可以減少天然氣的使用量,從而降低碳氧化物和氮氧化物的排放,同時實現(xiàn)更環(huán)保的燃燒效果,進(jìn)一步提升產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性。
政策支持與技術(shù)發(fā)展
國家政策推動
我國已將天然氣摻氫技術(shù)納入《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021~2035年)》。此外,國家能源局發(fā)布的《2025年能源工作指導(dǎo)意見》中明確提出,要加大氫能標(biāo)準(zhǔn)供給,探索氫能與相關(guān)產(chǎn)業(yè)集成式發(fā)展新模式,推動氫能信息平臺建設(shè),以及管道輸氫項目試點應(yīng)用。多地也出臺了相關(guān)政策,支持氫能研究和應(yīng)用,包括在工程機(jī)械、新能源汽車、航空航天等領(lǐng)域的探索。
環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展
天然氣摻氫技術(shù)在紡織行業(yè)中的應(yīng)用,有助于減少污染物排放,符合綠色低碳的發(fā)展趨勢。和指出,通過將紡織廢水轉(zhuǎn)化為氫氣,并與天然氣混合使用,可以降低污染物排放率,減少二氧化碳排放。此外,提到,天然氣摻氫混合不僅能夠拓展氫能應(yīng)用場景,還能改善終端設(shè)備的燃燒性能,減少二氧化碳、氮氧化物等排放,實現(xiàn)綠色低碳目標(biāo)。
醇水制氫技術(shù)與天然氣摻氫技術(shù)結(jié)合后,可以進(jìn)一步降低碳排放。例如,醇水制氫設(shè)備無需脫硫脫硝除塵設(shè)備,即可達(dá)到極低的排放標(biāo)準(zhǔn),同時可以與天然氣混合燃燒,提高燃燒效率和降低污染物排放。這表明,醇水制氫設(shè)備在節(jié)能和環(huán)保方面具有雙重優(yōu)勢。
低成本的氫氣輸送
天然氣摻氫技術(shù)利用現(xiàn)有的天然氣管網(wǎng)系統(tǒng),將氫氣與天然氣混合后輸送至終端用戶,避免了新建氫氣管道的高昂成本。這種“以氣載氫”的方式不僅降低了運(yùn)輸成本,還提高了氫氣的利用效率。例如,天然氣摻氫的經(jīng)濟(jì)距離大于200千米,輸送成本為0.3~0.8元/(千克,百千米),遠(yuǎn)低于長管拖車和液氫罐車。
大規(guī)模儲能與可再生能源消納
天然氣摻氫技術(shù)可以作為大規(guī)模儲能的載體,幫助實現(xiàn)可再生能源的消納。通過摻氫天然氣,可以將間歇性可再生能源(如風(fēng)電、光伏)制取的氫氣儲存并輸送到終端,從而實現(xiàn)能源的時空平衡。例如,國家能源局發(fā)布的《2025年能源工作指導(dǎo)意見》中明確提出,要探索氫能與相關(guān)產(chǎn)業(yè)集成式發(fā)展新模式,推動氫能信息平臺建設(shè),以及管道輸氫項目試點應(yīng)用。