替代傳統化石燃料
在食品加工行業(yè)中,天然氣廣泛用于加熱、蒸煮、烘焙等環(huán)節(jié)。通過摻氫天然氣,可以部分替代傳統化石燃料,減少碳排放和污染物排放。例如,氫氣可以用于替代天然氣等化石燃料,為糖等產品提供熱量。此外,天然氣摻氫還可以用于玻璃生產中的熔窯加熱,減少天然氣的使用量。
提高能源利用效率
天然氣摻氫技術可以提高能源利用效率。例如,在工業(yè)鍋爐中,摻氫天然氣的燃燒效率更高,廢氣溫度更低,冷凝效率更高。此外,摻氫天然氣還可以用于家庭和商業(yè)用途,如供暖、烹飪、熱水等,實現清潔能源的普及應用。
促進綠色制造
天然氣摻氫技術在食品加工行業(yè)中的應用,有助于推動綠色制造的發(fā)展。例如,通過天然氣摻氫設備,可以將天然氣與氫氣充分均勻混合,然后輸送至0#氧槍系統進行燃燒,以氫能作為部分替代能源減少天然氣的消耗量。此外,氫氣還可以用于食品級液態(tài)二氧化碳的生產,實現CO2的循環(huán)利用。
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。
醇水制氫技術與天然氣摻氫技術結合后,可以進一步降低碳排放。例如,醇水制氫設備無需脫硫脫硝除塵設備,即可達到極低的排放標準,同時可以與天然氣混合燃燒,提高燃燒效率和降低污染物排放。這表明,醇水制氫設備在節(jié)能和環(huán)保方面具有雙重優(yōu)勢。
醇水制氫設備的優(yōu)勢
安全可靠
醇水制氫設備采用微電腦控制,設定程序后自動運行,并配備了多重聯鎖保護裝置和報警裝置,運行數據同步保存,出現故障時自動報警并停止運行。這種設計在一定程度上提高了設備的安全性,尤其是在高溫高壓環(huán)境下。
環(huán)保節(jié)能
醇水制氫燃燒后無硫化物排放,氮氧化物大大低于國家低排放標準,燃燒無煙無味,燃燒產物主要是水,可循環(huán)使用。此外,醇氫燃料的燃燒熱值高,原料價格低、易獲得,生產運行成本可降低20~30%。
操作簡便
醇水制氫設備為可移動式設備,體積小,造型美,智能操作,方便運輸,不受場地和區(qū)域的制約。這種靈活性使其在工業(yè)爐窯等場景中具有較高的適應性。
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,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。
?穩(wěn)定性方面:摻氫有助于提高燃燒穩(wěn)定性,但高摻氫比例下回火風險增加,需通過設備設計和測試來優(yōu)化。
?安全性方面:氫氣的易燃易爆特性、氫脆腐蝕等問題對設備和管道提出了更高要求,需加強安全措施和標準制定。
?醇水制氫設備的優(yōu)勢:醇水制氫設備在安全、環(huán)保和操作簡便性方面具有明顯優(yōu)勢,尤其適合在工業(yè)爐窯等場景中使用