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。

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(kuò)散速度更快、小點(diǎn)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(fēng)險(xiǎn)，如氫脆、泄漏、爆炸和回火等問題。

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。

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(shí)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(xiàng)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(shí)，爐溫可升高20℃，煙氣中二氧化碳體積濃度占比降低7.5%

然而，隨著摻氫比例的增加，安全風(fēng)險(xiǎn)也隨之上升。例如，摻氫比例超過10%時(shí)，可能會(huì)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(jìn)行評(píng)估和改造，以適應(yīng)氫氣的摻入。

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