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?、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(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。

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%

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(guò)10%時(shí)，可能會(huì)引發(fā)氫脆、部件過(guò)熱、回火等問(wèn)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。

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。

甲醇作為原料，來(lái)源廣泛、價(jià)格相對(duì)穩(wěn)定。從運(yùn)輸角度看，甲醇是液體，相比氣體氫氣，運(yùn)輸成本低且安全性高。以博氫新能源的甲醇重整制氫裝置為例，其采用在線制氫、現(xiàn)制現(xiàn)用的方式，省去龐大的儲(chǔ)氫裝置，降低了成本。同時(shí)，設(shè)備內(nèi)部?jī)?yōu)化的換熱結(jié)構(gòu)以及集成的重整 / 燃燒模塊，使得設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、便于移動(dòng)，進(jìn)一步節(jié)省了成本。此外，一些甲醇制氫設(shè)備的氫氣生產(chǎn)成本可低至 1 元 / 方，成本優(yōu)勢(shì)顯著。

甲醇制氫設(shè)備與天然氣摻氫設(shè)備的結(jié)合，為企業(yè)提供了一套完整的節(jié)能、環(huán)保且經(jīng)濟(jì)的能源解決方案。在當(dāng)前能源形勢(shì)下，這兩種設(shè)備具有廣闊的應(yīng)用前景，將助力企業(yè)在節(jié)能降耗的道路上邁出堅(jiān)實(shí)步伐，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

甲醇制氫設(shè)備以甲醇為原料，通過(guò)催化重整反應(yīng)將甲醇轉(zhuǎn)化為氫氣和二氧化碳。在設(shè)備內(nèi)部，甲醇與水蒸氣在特定溫度、壓力條件下，在催化劑的作用下發(fā)生重整反應(yīng)，生成富含氫氣的混合氣體，隨后經(jīng)過(guò)分離提純，得到高純度氫氣。例如，博辰的甲醇制氫設(shè)備采用的重整技術(shù)，每公斤甲醇可產(chǎn)出 2.1 - 2.5 方氫氣，甚至在優(yōu)化工藝下，一公斤甲醇可產(chǎn) 3 立方氫氣 。