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。
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(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(tǒng),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(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。
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。
玻璃廠使用天然氣摻氫甲醇制氫設備輕松實現(xiàn)碳排放指標,是當前玻璃行業(yè)實現(xiàn)“雙碳”目標的重要路徑之一。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,還能提升能源利用效率,推動綠色制造轉型。
天然氣摻氫燃燒是一種將氫氣與天然氣混合后用于玻璃熔窯燃燒的技術,其核心在于通過氫氣的高燃燒效率和低污染特性,替代傳統(tǒng)化石燃料,從而減少碳排放。研究表明,氫氣在玻璃熔窯中的應用可通過三種方案實現(xiàn):方案一為混合均勻后供給各小爐,但無法控制各爐內氫氣含量;方案二為靈活控制各爐內氫氣比例,適合各種工況;方案三則在不同區(qū)域(還原、中性、氧化)分別摻入不同比例的氫氣,以優(yōu)化熔化效果。其中,方案三被認為是優(yōu)選擇,能夠分配熱量、節(jié)約天然氣用量,同時大幅降低煙氣中的碳氧化物和氮氧化物含量,有利于燃燒氣氛穩(wěn)定,減少對耐火材料的侵蝕和對玻璃結構穩(wěn)定性的影響。
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