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(shù)有效結(jié)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(shí)現(xiàn) “雙碳” 目標(biāo)的理想路徑。許多國家和地區(qū)已開展相關(guān)實(shí)踐,如我國深圳的城鎮(zhèn)燃?xì)鈸綒渚C合實(shí)驗(yàn)平臺(tái),摻氫比例可達(dá) 20%,壓力范圍覆蓋城鎮(zhèn)燃?xì)馊窟\(yùn)行壓力,且經(jīng)過嚴(yán)格測試,證明了其在實(shí)際應(yīng)用中的安全性與穩(wěn)定性。
安全性是天然氣摻氫技術(shù)推廣的關(guān)鍵。摻氫天然氣的爆炸極限范圍更大,泄漏后擴(kuò)散速度更快,因此對管道和設(shè)備提出了更高的要求。研究表明,摻氫比例在10%以內(nèi)時(shí),對現(xiàn)有管道和終端設(shè)備的適應(yīng)性較好,但仍需關(guān)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?、回火風(fēng)險(xiǎn)增加等,因此需要在終端設(shè)備中進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整和優(yōu)化。例如,北京重型燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)研究有限公司對SGT-800燃機(jī)進(jìn)行了30%摻氫燃燒改造,驗(yàn)證了其在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。
盡管如此,研究表明,天然氣摻氫在一定比例范圍內(nèi)是安全可行的。例如,摻氫比例不超過10%時(shí),天然氣摻氫在城市燃?xì)夤艿乐幸褜?shí)現(xiàn)安全運(yùn)行。此外,家用燃?xì)饩咴趽綒浔壤秊?0%時(shí),其燃燒性能和安全性仍基本符合國家標(biāo)準(zhǔn)。這表明,通過合理控制摻氫比例,并結(jié)合的檢測和控制系統(tǒng),天然氣摻氫可以在一定程度上保障安全。
提升產(chǎn)品質(zhì)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(chǎn)品質(zhì)量與安全性。例如,Saverglass公司通過天然氣摻氫燃燒試驗(yàn),成功探索了氫氣在玻璃制造中的應(yīng)用,為行業(yè)樹立了綠色生產(chǎn)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(chǎn)生的二氧化碳排放量減少1.85噸
氫氣具有燃燒速度快、火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤煲约叭紵裏嶂蹈叩奶攸c(diǎn)。當(dāng)在天然氣中摻入適量氫氣后,混合燃料的燃燒特性得到優(yōu)化,可促使天然氣燃燒更加充分。經(jīng)實(shí)際測試,未摻氫的天然氣燃燒利用率約為 80%,而在摻入一定比例氫氣后,燃燒利用率可大幅提升至約 97%。例如在麗水,博辰氫能的天然氣摻氫設(shè)備就展現(xiàn)出了這樣的優(yōu)勢。
甲醇制氫作為一種相對清潔的制氫方式,具有原料來源廣泛、反應(yīng)條件溫和、氫氣產(chǎn)率高等優(yōu)點(diǎn)。甲醇本身是一種可再生能源,其制備過程中可以通過可再生能源(如風(fēng)能、太陽能)進(jìn)行電解水制氫,從而實(shí)現(xiàn)“綠氫”的生產(chǎn)。此外,甲醇制氫技術(shù)相對成熟,設(shè)備要求較低,適合大規(guī)模應(yīng)用。
甲醇制氫在實(shí)際應(yīng)用中仍面臨一些挑戰(zhàn)。例如,甲醇的生產(chǎn)成本較高,且其燃燒過程中仍會(huì)產(chǎn)生一定量的二氧化碳。此外,甲醇制氫設(shè)備的運(yùn)營和維護(hù)成本也較高,需要優(yōu)化生產(chǎn)工藝和提高設(shè)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(shí)現(xiàn)碳排放指標(biāo)方面仍需進(jìn)一步的技術(shù)突破和成本優(yōu)化。
甲醇制氫設(shè)備與天然氣摻氫設(shè)備的結(jié)合,為企業(yè)提供了一套完整的節(jié)能、環(huán)保且經(jīng)濟(jì)的能源解決方案。在當(dāng)前能源形勢下,這兩種設(shè)備具有廣闊的應(yīng)用前景,將助力企業(yè)在節(jié)能降耗的道路上邁出堅(jiān)實(shí)步伐,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
降低生產(chǎn)成本
天然氣摻氫燃燒能夠降低企業(yè)的生產(chǎn)成本。例如,格瑞卡頓天然氣節(jié)能案例中,通過摻入20%的氫氣,陜西某玻璃廠每小時(shí)可節(jié)約840元天然氣費(fèi)用,每天節(jié)約2160元,每年可節(jié)約60多萬元。此外,制氫燃燒一體機(jī)的使用,能夠顯著降低企業(yè)運(yùn)營成本,生產(chǎn)運(yùn)行成本可降低20~30%