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(yán)格測試,證明了其在實際應(yīng)用中的安全性與穩(wěn)定性。
天然氣摻氫的安全性是當(dāng)前研究和應(yīng)用中的核心問題。氫氣與天然氣在物理和化學(xué)性質(zhì)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(fēng)險,如氫脆、泄漏、爆炸和回火等問題。
提高能源利用效率
天然氣摻氫燃燒能夠提高玻璃熔窯的能源利用效率。例如,武漢理工大學(xué)的研究表明,摻氫天然氣燃燒能夠加快燃料燃燒速率,釋放熱量集中,從而提高熔窯的熱效率。此外,信義玻璃控股有限公司采用的甲醇與天然氣聯(lián)合制氫系統(tǒng),不僅能夠同時使用甲醇或天然氣制氫,還能節(jié)省廠房投資和占地面積,提高熱能回收率。
顯著降低碳排放
天然氣摻氫燃燒能夠有效減少玻璃熔窯中的碳排放。例如,信義玻璃(營口)有限公司在二期800噸/天節(jié)能基片玻璃生產(chǎn)線項目中,采用天然氣制氫工藝,通過壓縮、脫硫、轉(zhuǎn)化等步驟,將天然氣轉(zhuǎn)化為高純度氫氣,用于玻璃熔窯燃燒。該技術(shù)不僅降低了碳排放,還提高了能源利用效率。此外,研究表明,摻氫比例為20%時,爐溫可升高20℃,煙氣中二氧化碳體積濃度占比降低7.5%
燃燒利用率的提升直接體現(xiàn)為能耗的降低和企業(yè)成本的減少。以湖北咸寧相關(guān)企業(yè)采用博辰氫能結(jié)合天然氣摻氫的系統(tǒng)為例,每方氫氣成本僅 1 元,整體節(jié)省約 30% 的天然氣費用。對于用氣量大的工業(yè)企業(yè)而言,每年至少可節(jié)約上百萬元的能源費用。而且,由于燃燒更加充分,燃燒產(chǎn)物中的一氧化碳、氮氧化物等有害成分排放大幅降低,企業(yè)不僅降低了燃料成本,還能輕松滿足日益嚴(yán)苛的環(huán)保法規(guī)要求,避免因環(huán)保不達標(biāo)而產(chǎn)生的高額罰款與整改費用,實現(xiàn)了經(jīng)濟效益與環(huán)境效益的雙贏。
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實步伐,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。