天然氣摻氫的安全性是當(dāng)前研究和應(yīng)用中的核心問(wèn)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臁⒈O限范圍更廣等。這些特性使得摻氫天然氣在輸送和使用過(guò)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(wèn)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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。

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(guò)10%時(shí)，天然氣摻氫在城市燃?xì)夤艿乐幸褜?shí)現(xiàn)安全運(yùn)行。此外，家用燃?xì)饩咴趽綒浔壤秊?0%時(shí)，其燃燒性能和安全性仍基本符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。這表明，通過(guò)合理控制摻氫比例，并結(jié)合的檢測(cè)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(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(yíng)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(guò)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%

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(fèi)用。對(duì)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(wàn)元的能源費(fèi)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(dá)標(biāo)而產(chǎn)生的高額罰款與整改費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益的雙贏。