天然氣摻氫是將氫氣按一定比例混入天然氣,通過現有天然氣管網輸送。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 “雙碳” 目標的理想路徑。許多國家和地區已開展相關實踐,如我國深圳的城鎮燃氣摻氫綜合實驗平臺,摻氫比例可達 20%,壓力范圍覆蓋城鎮燃氣全部運行壓力,且經過嚴格測試,證明了其在實際應用中的安全性與穩定性。
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象。此外,摻氫天然氣的燃燒特性也發生了變化,如火焰傳播速度加快、回火風險增加等,因此需要在終端設備中進行相應的調整和優化。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,驗證了其在工業領域的應用潛力。
盡管如此,研究表明,天然氣摻氫在一定比例范圍內是安全可行的。例如,摻氫比例不超過10%時,天然氣摻氫在城市燃氣管道中已實現安全運行。此外,家用燃氣具在摻氫比例為20%時,其燃燒性能和安全性仍基本符合國家標準。這表明,通過合理控制摻氫比例,并結合的檢測和控制系統,天然氣摻氫可以在一定程度上保障安全。
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
氫氣具有燃燒速度快、火焰傳播速度快以及燃燒熱值高的特點。當在天然氣中摻入適量氫氣后,混合燃料的燃燒特性得到優化,可促使天然氣燃燒更加充分。經實際測試,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備就展現出了這樣的優勢。
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、反應條件溫和、氫氣產率高等優點。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(如風能、太陽能)進行電解水制氫,從而實現“綠氫”的生產。此外,甲醇制氫技術相對成熟,設備要求較低,適合大規模應用。
甲醇制氫在實際應用中仍面臨一些挑戰。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勢,但其在實現碳排放指標方面仍需進一步的技術突破和成本優化。
甲醇制氫設備與天然氣摻氫設備的結合,為企業提供了一套完整的節能、環保且經濟的能源解決方案。在當前能源形勢下,這兩種設備具有廣闊的應用前景,將助力企業在節能降耗的道路上邁出堅實步伐,實現可持續發展。
降低生產成本
天然氣摻氫燃燒能夠降低企業的生產成本。例如,格瑞卡頓天然氣節能案例中,通過摻入20%的氫氣,陜西某玻璃廠每小時可節約840元天然氣費用,每天節約2160元,每年可節約60多萬元。此外,制氫燃燒一體機的使用,能夠顯著降低企業運營成本,生產運行成本可降低20~30%