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崇文醇水制氫設備,,醇水制氫設備 |
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技術突破與示范項目
天然氣摻氫技術在多個領域取得了突破性進展。例如,國家電力投資集團所屬北京重型燃氣輪機技術研究有限公司、國家電投湖北分公司在荊門綠動能源有限公司成功實現SGT-800燃機30%摻氫燃燒改造,這是中國在重型燃機商業(yè)機組上成功實施高比例摻氫燃燒改造試驗。此外,固陽-白云鄂博摻氫輸氣管道工程進入實施階段,提高摻氫量至20%。
氫氣的易燃易爆特性
氫氣在空氣中具有小點火能量低、自燃概率高、燃燒速度快、爆炸下限低等特點。一旦泄漏,極易形成爆炸性混合物,且氫氣火焰亮度低,肉眼難以發(fā)現,增加了火災和爆炸的風險。
氫脆腐蝕與材料兼容性
氫氣對金屬材料具有氫脆腐蝕性,可能導致管道破裂或設備損壞。此外,氫氣與天然氣的混合均勻性也是一個問題,不均勻的混合可能導致局部氫氣濃度過高,引發(fā)安全事故。
安全措施與標準制定
為應對上述風險,研究建議在摻氫比例較高的情況下,應建立相關評估方法和用戶數據庫,并完善相關標準。例如,摻氫比例在10%以內時,管道安全管理和燃氣具適用性基本與天然氣一致;而摻氫比例達到40%以上時,需關注安全問題。
醇水制氫技術是一種將醇類物質與水混合制氫的創(chuàng)新方法,其優(yōu)勢在于原料成本低、制氫、環(huán)保性強。結合天然氣摻氫技術,醇水制氫設備可以進一步提升節(jié)能效益。例如,河南氫億環(huán)保設備有限公司開發(fā)的醇水制氫設備,以甲醇和水為原料,產生的醇水混合燃料氣體發(fā)熱量大幅提高(100MJ/kg),在使用過程中原料成本大幅度降低。這表明,醇水制氫設備在節(jié)能方面具有顯著優(yōu)勢。
降低燃料成本,增強經濟可行性
1.燃料成本顯著優(yōu)化
當氫氣成本低于天然氣時(如規(guī)模化綠氫成本降至 20 元 /kg 以下),摻氫比例越高,燃料成本降幅越大。例如:
摻氫 20% 可使工業(yè)燃料成本降低 15%-20%(按當前天然氣價格 3 元 /m3、氫氣價格 25 元 /kg 計算,混合氣體成本約 2.7 元 /m3)。
案例:某化工企業(yè)年消耗天然氣 1000 萬立方米,摻氫 15% 后年節(jié)約燃料成本超 300 萬元。
2.設備改造成本低,過渡性優(yōu)勢
現有工業(yè)燃燒設備(如窯爐、鍋爐)在摻氫比例≤20% 時,通常只需進行局部改造(如燃燒器噴嘴、控制系統(tǒng)),成本僅為新建氫能設備的 10%-20%。
相比完全替換為純氫燃燒系統(tǒng)(需耐高溫材料、防氫脆處理等),摻氫方案可保留 80% 以上的現有資產,適合工業(yè)領域漸進式轉型。
降低能耗
天然氣摻氫技術在紡織廠中的應用,不僅提高了能源利用效率,還顯著降低了能耗。例如,提到,君霖紡織通過將定型機從天然氣加熱改為間接蒸汽加熱,每年可減少天然氣使用量約50萬立方米,減少溫室氣體排放約900噸,節(jié)約生產成本約200萬元。
也指出,撫順石化公司通過優(yōu)化氫氣提純吸附時間,提高了氫氣收率,平均每天節(jié)省天然氣約18噸,月創(chuàng)效100余萬元。這表明,摻氫技術不僅提高了能源利用效率,還帶來了顯著的經濟效益。
低成本的氫氣輸送
天然氣摻氫技術利用現有的天然氣管網系統(tǒng),將氫氣與天然氣混合后輸送至終端用戶,避免了新建氫氣管道的高昂成本。這種“以氣載氫”的方式不僅降低了運輸成本,還提高了氫氣的利用效率。例如,天然氣摻氫的經濟距離大于200千米,輸送成本為0.3~0.8元/(千克,百千米),遠低于長管拖車和液氫罐車。
大規(guī)模儲能與可再生能源消納
天然氣摻氫技術可以作為大規(guī)模儲能的載體,幫助實現可再生能源的消納。通過摻氫天然氣,可以將間歇性可再生能源(如風電、光伏)制取的氫氣儲存并輸送到終端,從而實現能源的時空平衡。例如,國家能源局發(fā)布的《2025年能源工作指導意見》中明確提出,要探索氫能與相關產業(yè)集成式發(fā)展新模式,推動氫能信息平臺建設,以及管道輸氫項目試點應用。
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