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。
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,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)險增加等,因此需要在終端設(shè)備中進行相應(yīng)的調(diào)整和優(yōu)化。例如,北京重型燃氣輪機技術(shù)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(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,天然氣摻氫在城市燃氣管道中已實現(xiàn)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(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。
然而,隨著摻氫比例的增加,安全風(fēng)險也隨之上升。例如,摻氫比例超過10%時,可能會引發(fā)氫脆、部件過熱、回火等問題。因此,摻氫比例的控制是確保天然氣摻氫安全的關(guān)鍵。此外,現(xiàn)有天然氣管道和設(shè)備的材料性能也需要進行評估和改造,以適應(yīng)氫氣的摻入。
玻璃廠使用天然氣摻氫甲醇制氫設(shè)備輕松實現(xiàn)碳排放指標(biāo),是當(dāng)前玻璃行業(yè)實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要路徑之一。通過將氫氣與天然氣按一定比例混合,不僅能夠顯著降低碳排放,還能提高能源利用效率,提升產(chǎn)品質(zhì)量與安全性,降低生產(chǎn)成本。隨著技術(shù)的不斷進步和政策的支持,天然氣摻氫燃燒將在未來發(fā)揮越來越重要的作用,推動玻璃行業(yè)向綠色制造轉(zhuǎn)型。