碳煙顆粒產(chǎn)生原因:低溫下燃燒不充分,天然氣中的碳元素不能完全氧化成二氧化碳,就會形成碳煙顆粒。特別是當(dāng)摻氫比例較低,天然氣成分相對較多時,更容易出現(xiàn)這種情況。此外,低溫可能導(dǎo)致燃燒室內(nèi)的氣流組織不均勻,局部缺氧區(qū)域的燃料更容易發(fā)生熱解和聚合反應(yīng),生成碳煙顆粒。
管道運輸具有連續(xù)性好、運輸量大的優(yōu)點,一旦管道系統(tǒng)建成并穩(wěn)定運行,能夠為燃氣摻氫燃燒提供穩(wěn)定的氫氣供應(yīng),有利于維持燃燒過程的穩(wěn)定性和可靠性。槽車運輸成本方面:槽車運輸氫氣的成本相對較高,尤其是對于長距離運輸,運輸成本會顯著增加。
若溫度控制不當(dāng),液態(tài)氫可能會迅速氣化,導(dǎo)致容器內(nèi)壓力急劇升高,存在爆炸風(fēng)險。同時,液態(tài)氫泄漏后會迅速氣化并擴散,與空氣混合也可能形成爆炸性混合物。供應(yīng)穩(wěn)定性方面:只要低溫存儲設(shè)備運行正常,液態(tài)氫能相對穩(wěn)定地供應(yīng)氫氣。
這會提高燃氣摻氫燃燒的氫氣供應(yīng)成本,限制其應(yīng)用范圍,一般適用于距離氫氣生產(chǎn)地較近或氫氣需求量較小的燃氣摻氫項目。安全性方面:槽車在運輸過程中面臨道路交通事故、氫氣泄漏等風(fēng)險。特別是高壓氣態(tài)氫槽車和低溫液態(tài)氫槽車,一旦發(fā)生事故,后果較為嚴重。
降低污染物排放:氫氣燃燒產(chǎn)物只有水,幾乎不產(chǎn)生二氧化碳、氮氧化物等污染物。在燃氣中摻入一定比例的氫氣,可以降低燃燒過程中這些污染物的排放,有助于減少對環(huán)境的污染,實現(xiàn)更清潔的燃燒。提升能源安全性:氫氣可以通過多種途徑制取,如可再生能源電解水制氫等。
高摻氫比例:隨著摻氫比例增加,混合氣體的小點火能降低,理論上更容易被點燃。但在低溫環(huán)境下,由于分子運動速度減慢和與氧氣的混合效率降低等因素,著火延遲時間可能會先增加后降低。燃燒速度方面低摻氫比例: