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(jīng)過嚴格測試,證明了其在實際應用中的安全性與穩(wěn)定性。
安全性是天然氣摻氫技術(shù)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(nèi)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(diào)整和優(yōu)化。例如,北京重型燃氣輪機技術(shù)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。
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,爐溫可升高20℃,煙氣中二氧化碳體積濃度占比降低7.5%
氫氣具有燃燒速度快、火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤煲约叭紵裏嶂蹈叩奶攸c。當在天然氣中摻入適量氫氣后,混合燃料的燃燒特性得到優(yōu)化,可促使天然氣燃燒更加充分。經(jīng)實際測試,未摻氫的天然氣燃燒利用率約為 80%,而在摻入一定比例氫氣后,燃燒利用率可大幅提升至約 97%。例如在麗水,博辰氫能的天然氣摻氫設備就展現(xiàn)出了這樣的優(yōu)勢。
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(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(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苛的環(huán)保法規(guī)要求,避免因環(huán)保不達標而產(chǎn)生的高額罰款與整改費用,實現(xiàn)了經(jīng)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,還能提高能源利用效率,提升產(chǎn)品質(zhì)量與安全性,降低生產(chǎn)成本。隨著技術(shù)的不斷進步和政策的支持,天然氣摻氫燃燒將在未來發(fā)揮越來越重要的作用,推動玻璃行業(yè)向綠色制造轉(zhuǎn)型。
甲醇作為原料,來源廣泛、價格相對穩(wěn)定。從運輸角度看,甲醇是液體,相比氣體氫氣,運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,省去龐大的儲氫裝置,降低了成本。同時,設備內(nèi)部優(yōu)化的換熱結(jié)構(gòu)以及集成的重整 / 燃燒模塊,使得設備結(jié)構(gòu)緊湊、便于移動,進一步節(jié)省了成本。此外,一些甲醇制氫設備的氫氣生產(chǎn)成本可低至 1 元 / 方,成本優(yōu)勢顯著。
甲醇制氫設備與天然氣摻氫設備的結(jié)合,為企業(yè)提供了一套完整的節(jié)能、環(huán)保且經(jīng)濟的能源解決方案。在當前能源形勢下,這兩種設備具有廣闊的應用前景,將助力企業(yè)在節(jié)能降耗的道路上邁出堅實步伐,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
甲醇制氫設備以甲醇為原料,通過催化重整反應將甲醇轉(zhuǎn)化為氫氣和二氧化碳。在設備內(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,生成富含氫氣的混合氣體,隨后經(jīng)過分離提純,得到高純度氫氣。例如,博辰的甲醇制氫設備采用的重整技術(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 。
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