天然氣摻氫是將氫氣按一定比例混入天然氣,通過現(xiàn)有天然氣管網(wǎng)輸送。這一技術有效結合了天然氣與氫氣的長處,不僅提升了燃料的燃燒特性,還大幅降低了碳排放,是實現(xiàn) “雙碳” 目標的理想路徑。許多國家和地區(qū)已開展相關實踐,如我國深圳的城鎮(zhèn)燃氣摻氫綜合實驗平臺,摻氫比例可達 20%,壓力范圍覆蓋城鎮(zhèn)燃氣全部運行壓力,且經(jīng)過嚴格測試,證明了其在實際應用中的安全性與穩(wěn)定性。
天然氣摻氫的安全性是當前研究和應用中的核心問題。氫氣與天然氣在物理和化學性質上存在顯著差異,例如氫氣的擴散速度更快、小點火能量更低、火焰?zhèn)鞑ニ俣雀臁⒈O限范圍更廣等。這些特性使得摻氫天然氣在輸送和使用過程中面臨更高的安全風險,如氫脆、泄漏、爆炸和回火等問題。
安全性是天然氣摻氫技術推廣的關鍵。摻氫天然氣的爆炸極限范圍更大,泄漏后擴散速度更快,因此對管道和設備提出了更高的要求。研究表明,摻氫比例在10%以內時,對現(xiàn)有管道和終端設備的適應性較好,但仍需關注氫氣對材料的氫脆現(xiàn)象。此外,摻氫天然氣的燃燒特性也發(fā)生了變化,如火焰?zhèn)鞑ニ俣燃涌臁⒒鼗痫L險增加等,因此需要在終端設備中進行相應的調整和優(yōu)化。例如,北京重型燃氣輪機技術研究有限公司對SGT-800燃機進行了30%摻氫燃燒改造,驗證了其在工業(yè)領域的應用潛力。
提升產品質量與安全性
天然氣摻氫燃燒不僅能夠降低碳排放,還能提升產品質量與安全性。例如,Saverglass公司通過天然氣摻氫燃燒試驗,成功探索了氫氣在玻璃制造中的應用,為行業(yè)樹立了綠色生產的新。此外,氫氣燃燒速度快、火焰短、無有毒有害氣體排放,每噸原料產生的二氧化碳排放量減少1.85噸
甲醇制氫在實際應用中仍面臨一些挑戰(zhàn)。例如,甲醇的生產成本較高,且其燃燒過程中仍會產生一定量的二氧化碳。此外,甲醇制氫設備的運營和維護成本也較高,需要優(yōu)化生產工藝和提高設備效率,以降低成本。因此,盡管甲醇制氫在碳排放方面具有一定的優(yōu)勢,但其在實現(xiàn)碳排放指標方面仍需進一步的技術突破和成本優(yōu)化。
甲醇制氫設備與天然氣摻氫設備的結合,為企業(yè)提供了一套完整的節(jié)能、環(huán)保且經(jīng)濟的能源解決方案。在當前能源形勢下,這兩種設備具有廣闊的應用前景,將助力企業(yè)在節(jié)能降耗的道路上邁出堅實步伐,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。