為了應(yīng)對(duì)氣候變化，我們需要新的能源生產(chǎn)方式。在自然界中，最簡(jiǎn)單、最豐富的元素?zé)o疑就是氫元素。作為化石燃料的潛在替代品，氫氣作為燃料因高熱值、低能耗、無(wú)毒無(wú)害、利用率高等特點(diǎn)受到關(guān)注。芬蘭奧林(Oilon)成立于1961年，專注于創(chuàng)新能源技術(shù)的開(kāi)發(fā)，在氫能燃燒方面有著30多年的經(jīng)驗(yàn)，擁有著全球領(lǐng)先的燃燒技術(shù)。累計(jì)至今，奧林(Oilon)已經(jīng)為全球各地設(shè)計(jì)并交付了數(shù)百臺(tái)燃燒含氫混合燃料的燃燒器，氫含量從幾個(gè)百分點(diǎn)一直到100%，不斷為全球的綠色能源轉(zhuǎn)型貢獻(xiàn)力量。
氫氣的兩種制取方法
化石原料制氫：化石原料是一種重要的制氫技術(shù)，目前占總制氫量的95%。它依靠天然氣、石油和煤作為原料，通過(guò)催化劑將這些原料轉(zhuǎn)化為氫氣。其優(yōu)點(diǎn)在于它可以利用現(xiàn)有的化石原料資源，生產(chǎn)的氫氣質(zhì)量高、成本低、生產(chǎn)能力強(qiáng)。但是化石燃料是有限的，隨著使用量的增加，其供應(yīng)將會(huì)越來(lái)越少，并且制作過(guò)程中會(huì)排放二氧化碳等溫室氣體，加劇全球變暖。
電解水制氫：在由電極、電解質(zhì)與隔膜組成的電解槽中，在電解質(zhì)水溶液中通入電流，水電解后，在陰極產(chǎn)生氫氣，在陽(yáng)極產(chǎn)生氧氣。此種方式的氫氣多是從可再生能源(太陽(yáng)能、風(fēng)能、核能等)中獲取，比如通過(guò)可再生能源發(fā)電進(jìn)行電解水。在這一過(guò)程中，完全沒(méi)有碳排放，氫氣燃燒產(chǎn)生的唯一廢物是水蒸氣。
“綠色氫氣”的必要性
如上文介紹，通過(guò)可再生能源獲取的氫氣是全程沒(méi)有碳排放且具有可持續(xù)性的，被稱為“綠色氫氣”，因此它也是全球氫能發(fā)展的終極目標(biāo)。
在“雙碳”的大背景下，世界各地都有各項(xiàng)綠色制氫相關(guān)的重大舉措。據(jù)歐盟委員會(huì)發(fā)布，在未來(lái)30年里，歐洲各國(guó)政府將總共投資4700億歐元用于可再生氫。在綠色轉(zhuǎn)型中，氫顯示出巨大的潛力，可以作為一種能源存儲(chǔ)形式，抵消可再生能源生產(chǎn)的峰值。實(shí)際上，這將意味著用太陽(yáng)能發(fā)電廠和風(fēng)力發(fā)電廠產(chǎn)生的剩余電力生產(chǎn)氫，這些氫作為能源進(jìn)行存儲(chǔ)，進(jìn)而作為燃料用于運(yùn)輸、發(fā)電和工業(yè)活動(dòng)中。
30余年經(jīng)驗(yàn)，氫氣燃燒領(lǐng)域的先行者
能夠燃燒100%氫氣的奧林ACE系列燃燒器
奧林首席技術(shù)官Joonas Kattelus表示“奧林(Oilon)在燃燒含氫燃料方面有超過(guò)30年的經(jīng)驗(yàn)，我們可提供幾種兼容氫燃料的燃燒器型號(hào)。”
奧林(Oilon)的所有燃燒器系列都適合燃燒含氫量高達(dá)20%的混合氣體。如果氫含量增加到20%–70%，則必須使用專門為此目的設(shè)計(jì)的噴嘴結(jié)構(gòu)。在更高水平(70%–100%)以及燃料中氫含量發(fā)生變化時(shí)，通常需要針對(duì)氫燃燒設(shè)計(jì)一套綜合解決方案。
與天然氣相比，100%的氫氣單位體積的密度和能量含量更低。純氫極易燃燒，它會(huì)在高溫火焰下劇烈燃燒。氫氣需要以一種防止損壞燃燒器噴嘴和結(jié)構(gòu)的方式被送入火焰區(qū)。另外，還需要對(duì)燃料流及其流速進(jìn)行適當(dāng)?shù)男?zhǔn)和控制。由于氫氣極其易燃，安全是重中之重，所有的燃?xì)夤艿辣仨毰鋫涠栊?不可燃)氣體凈化管道。最常見(jiàn)的解決方案是，當(dāng)燃燒器關(guān)閉時(shí)，用氮?dú)鈱錃鈴墓艿乐袥_洗出來(lái)。
奧林氫氣燃燒技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例
奧林首席技術(shù)官Joonas Kattelus表示“奧林已經(jīng)為全球各地設(shè)計(jì)并交付了數(shù)百臺(tái)燃燒含氫混合燃料的燃燒器。氫含量從幾個(gè)百分點(diǎn)一直到100%。多年來(lái)，我們?cè)谠擃I(lǐng)域積累了廣泛的專業(yè)知識(shí)，這使得我們能夠在燃燒器應(yīng)用中充分地燃燒氫。”
氫氣燃燒在眾多領(lǐng)域中具有廣泛應(yīng)用，其中金屬行業(yè)和化學(xué)工業(yè)尤為典型。金屬行業(yè)利用氫氣燃燒產(chǎn)生的高溫，為生產(chǎn)提供所需熱量。而在化學(xué)工業(yè)中，氫氣常作為副產(chǎn)品產(chǎn)生，并用于燃燒器中以提供能源。對(duì)于煉油廠而言，精煉氣的化學(xué)成分多變，這意味著氫含量有很大的波動(dòng)，憑借著豐富的經(jīng)驗(yàn)，奧林(Oilon)已經(jīng)完成了多個(gè)使用精煉氣的項(xiàng)目。
在鋼鐵生產(chǎn)中，煉鋼過(guò)程中產(chǎn)生的焦?fàn)t煤氣(COG)和高爐煤氣(BFG)通常被用作一種能源。焦?fàn)t煤氣的氫含量較高，高爐煤氣的氫含量較低。奧林(Oilon)完成的一些COG和BFG項(xiàng)目涉及極其嚴(yán)格的排放要求。此外，奧林(Oilon)在城市煤氣燃燒方面有豐富的經(jīng)驗(yàn)。根據(jù)生產(chǎn)工藝的不同，燃料中的氫含量會(huì)有很大的差異，最高的含量為70%。
1、案例
項(xiàng)目地：中國(guó)
鍋爐：蒸汽和熱水鍋爐
燃料：城市煤氣含40-70%氫氣
燃燒器：奧林一體式工業(yè)燃燒器
2、案例
項(xiàng)目地：中國(guó)
鍋爐：焙燒爐
燃料：100%氫氣
氣槍：12根
3、案例
項(xiàng)目地：哈薩克斯坦
鍋爐：蒸汽爐
燃料：高爐煤氣和焦?fàn)t煤氣(含60%氫氣)
燃燒器：10臺(tái)奧林GT-18S
4、案例
項(xiàng)目地：南非
鍋爐：蒸汽爐
燃料：高爐煤氣、天然氣和焦?fàn)t煤氣(含50%氫氣)
燃燒器：2臺(tái)奧林GT-50S
5、案例
項(xiàng)目地：芬蘭
鍋爐：導(dǎo)熱油爐
燃料：100%氫氣
燃燒器：奧林GT-3A
6、案例
項(xiàng)目地：波黑
鍋爐：蒸汽爐
燃?xì)猓焊郀t煤氣、天然氣和焦?fàn)t煤氣(含64%氫氣)
燃燒器：6臺(tái)奧林GT-35S
隨著全球?qū)夂蜃兓娜找骊P(guān)注，尋找可持續(xù)、清潔的能源已成為當(dāng)務(wù)之急。奧林(Oilon)以其深厚的技術(shù)積累和豐富經(jīng)驗(yàn)，為全球客戶提供了先進(jìn)的氫能解決方案，助力實(shí)現(xiàn)可持續(xù)、清潔的能源未來(lái)。如果您想了解更多關(guān)于奧林燃燒或節(jié)能減排相關(guān)內(nèi)容，歡迎前往奧林官網(wǎng)了解。
