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?、爆炸極限范圍更廣等。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?、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(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
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)能基片玻璃生產線項目中，采用天然氣制氫工藝，通過壓縮、脫硫、轉化等步驟，將天然氣轉化為高純度氫氣，用于玻璃熔窯燃燒。該技術不僅降低了碳排放，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。以湖北咸寧相關企業(yè)采用博辰氫能結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苛的環(huán)保法規(guī)要求，避免因環(huán)保不達標而產生的高額罰款與整改費用，實現(xiàn)了經濟效益與環(huán)境效益的雙贏。
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。
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