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掺氢天然气在综合管廊中泄漏扩散的数值研究 被引量：3
1
作者 钟委 王雯雪 +2 位作者 汪洪焦 梁天水 宋逸凡 《中国安全生产科学技术》 北大核心 2025年第1期124-131,共8页
为研究掺氢天然气管道在管廊内泄漏后的扩散特性,采用CFD建立三维管廊内管道泄漏的数值模型,分析不同掺氢比下,掺氢天然气在管廊内的扩散特性。研究结果表明:掺氢比越大气体纵向扩散距离越大,射流区域左侧涡流的纵向长度越大,同时监测... 为研究掺氢天然气管道在管廊内泄漏后的扩散特性,采用CFD建立三维管廊内管道泄漏的数值模型,分析不同掺氢比下,掺氢天然气在管廊内的扩散特性。研究结果表明:掺氢比越大气体纵向扩散距离越大,射流区域左侧涡流的纵向长度越大,同时监测点报警时间也逐渐提前,且泄漏孔上方近顶棚处气体的射流速度随着掺氢比的增大而减小,但气体体积分数随着掺氢比的增大而增大。当掺氢比较高时,泄漏后流场的不稳定性增加且甲烷和氢气的分层现象更加明显。研究结果可为综合管廊内掺氢天然气的输运安全提供参考。 展开更多
关键词 综合管廊 掺氢天然气 泄漏扩散 掺氢比
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天然气管道掺氢装置及混合特性
2
作者 杨东海 孙雅倩 +3 位作者 田磊 房昆 郭凯 李默翻 《中国石油大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期178-184,共7页
天然气掺氢是实现氢气大规模、长距离运输的重要技术手段,有必要开展基于天然气掺氢技术的混合装置及混合效果研究。为了优选混合装置并探究其混合效果,选用氢气和甲烷两种工质,构建T型管(主管与支管夹角为30°、60°和90°... 天然气掺氢是实现氢气大规模、长距离运输的重要技术手段,有必要开展基于天然气掺氢技术的混合装置及混合效果研究。为了优选混合装置并探究其混合效果,选用氢气和甲烷两种工质,构建T型管(主管与支管夹角为30°、60°和90°)混合器、单切向混合器及文丘里混合器模型,并基于Fluent对所构建模型进行数值模拟,对不同模型的混合效果进行对比分析。结果表明:在采用控制变量法的情况下,随着速度、掺氢比分别增大,混合效果越差;速度比(甲烷/氢气)对混合性能影响很大,速度比越大,混合效果越好;在已设定的几种条件下,单切向混合器的混合效果最佳,T型管(90°)混合器的混合效果最差。 展开更多
关键词 天然气掺氢 ANSYS Fluent 数值模拟 混合特性
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天然气掺氢输送管线钢氢脆敏感性研究进展
3
作者 朱世东 李亚龙 +3 位作者 曹鹏程 廖永刚 曹峰 李光 《机械工程材料》 北大核心 2025年第6期12-24,共13页
天然气掺氢输送可实现低成本、大规模、持续性氢能供给。在高压氢气环境中管道表面吸附的氢原子会因浓度梯度驱动而扩散到管材内部,导致氢脆。管线钢的氢脆过程复杂,其钢级、表面缺陷、组织缺陷及腐蚀环境和运行工况等均会影响氢脆敏感... 天然气掺氢输送可实现低成本、大规模、持续性氢能供给。在高压氢气环境中管道表面吸附的氢原子会因浓度梯度驱动而扩散到管材内部,导致氢脆。管线钢的氢脆过程复杂,其钢级、表面缺陷、组织缺陷及腐蚀环境和运行工况等均会影响氢脆敏感性的变化规律与机制。探究现役天然气长输管道与氢气环境相容性特征,对预防和控制氢脆的发生、保障掺氢管道的安全运行具有重要意义。简述了在天然气掺氢输送过程中氢的来源及其渗透过程,概述了氢脆机理的主要发展历程,重点分析了管道内外缺陷、服役环境(氢浓度、温度、应力状态)以及合金元素(铜、钒、钼、铌)等因素对管线钢氢脆敏感性的影响,最后对天然气掺氢输送管线钢氢脆敏感性的研究方向进行了展望。 展开更多
关键词 天然气掺氢输送 管线钢 氢脆敏感性 氢脆机理 合金元素
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冷凝式掺氢天然气锅炉能效与污染物排放特性
4
作者 刘雪敏 王天天 +3 位作者 于吉明 笪耀东 王玉涛 张扬 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期2055-2066,共12页
在天然气中掺混氢气可显著降低现有燃气锅炉的碳排放量,也会对锅炉运行性能产生影响。本文以1台SZS58-1.6/130/70-Q型冷凝式燃气热水锅炉为研究对象,建立了热力学模型、传热学模型和反应器网络模型,对掺氢比为0~100%的锅炉热力学性能和... 在天然气中掺混氢气可显著降低现有燃气锅炉的碳排放量,也会对锅炉运行性能产生影响。本文以1台SZS58-1.6/130/70-Q型冷凝式燃气热水锅炉为研究对象,建立了热力学模型、传热学模型和反应器网络模型,对掺氢比为0~100%的锅炉热力学性能和污染物排放特性进行了研究。研究结果表明:掺氢后保持锅炉整体热负荷和炉膛理论燃烧温度不变,随着掺氢比的增加,炉膛辐射换热占比上升,对流换热占比下降。由于掺氢后烟气中的水蒸气体积分数增加,更多的烟气汽化潜热得以回收,冷凝器换热量提升。掺氢可提升冷凝式燃气热水锅炉的能效(以燃料低位热值计算),同时,降低锅炉的NO_(x)和CO_(2)排放量。当掺氢比由0提高至100%时,锅炉整体热效率提高1.3%,NO_(x)可减排64.7%。 展开更多
关键词 掺氢天然气 冷凝式锅炉 能效 NO_(x)排放 碳减排
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基于虚点源理论的掺氢天然气非预混射流火焰轴线温度试验研究
5
作者 蒋宏业 李平 +1 位作者 罗京 路昊 《消防科学与技术》 北大核心 2025年第4期457-464,共8页
掺氢天然气现已在工业和民用领域得到应用,将体积分数较低的氢气掺入天然气管网的氢能输运策略是可行的。但由于氢气性质的活跃性,混合氢气到天然气管道中可能会增加管道发生射流火灾的概率,其中温度特性是导致火灾事故的关键因素。文... 掺氢天然气现已在工业和民用领域得到应用,将体积分数较低的氢气掺入天然气管网的氢能输运策略是可行的。但由于氢气性质的活跃性,混合氢气到天然气管道中可能会增加管道发生射流火灾的概率,其中温度特性是导致火灾事故的关键因素。文章通过设定不同掺氢比、流量和泄漏孔径,对天然气非预混射流火焰轴线温度进行试验研究。结果表明:轴线温度整体随着高度呈先上升后下降的变化趋势。随着流量增大,火焰温度增加,且向火焰上方进行延伸。随着掺氢比增大,火焰整体温度增加。基于虚点源模型对火焰高度进行修正,得到基于虚点源理论的无量纲掺氢天然气轴线温度拟合关系,为掺氢天然气发生射流燃烧火灾风险评估提供依据。 展开更多
关键词 掺氢天然气 非预混燃烧火焰 掺氢比 温度分布 虚点源
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压缩行存储格式与解耦方法结合的掺氢天然气管网瞬态仿真算法
6
作者 李玉星 陈若飞 +7 位作者 朱建鲁 仇柏林 吕浩 陈凤 张双蕾 杨浩 陈俊文 何佳薪 《天然气工业》 北大核心 2025年第5期188-200,共13页
随着纯氢与掺氢天然气管网的快速发展,传统的数值求解算法面临数值稳定性及求解效率的挑战,迫切需要研究高效、稳定的数值求解新方法,以优化掺氢天然气管网设计,提高管网运营效率。为此,在研究了掺氢对天然气管网瞬态仿真过程中矩阵条... 随着纯氢与掺氢天然气管网的快速发展,传统的数值求解算法面临数值稳定性及求解效率的挑战,迫切需要研究高效、稳定的数值求解新方法,以优化掺氢天然气管网设计,提高管网运营效率。为此,在研究了掺氢对天然气管网瞬态仿真过程中矩阵条件数的影响基础上,提出了将压缩行存储格式(CSR)与水热力解耦策略相结合的数值求解算法,并评估了其在瞬态输氢管网仿真中的适应性。研究结果表明:①天然气管网掺氢会导致瞬态仿真中矩阵的条件数增加数十至数百倍,影响解的稳定性;②相较于传统的二维矩阵算法,基于CSR的数值求解算法能至少提升10倍计算效率,且随着矩阵规模的增大,提升效果呈指数级增长;③在管网仿真中推荐优先使用稀疏LU分解法,当结果不稳定时,再考虑使用稀疏QR分解作为备用方案;④解耦策略下,求解矩阵的条件数显著降低,算法的稳定性提高,仿真求解性能至少为耦合的10倍,在基于CSR的算法中,也有50%以上的性能提升。结论认为,该研究成果可以为提高纯氢与掺氢天然气管网瞬态仿真效率提供有益的参考,具有重要的理论意义和实际应用价值。 展开更多
关键词 掺氢天然气 瞬态 管网仿真 数值求解 稀疏矩阵 CSR 解耦 仿真效率
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掺氢天然气管道阀室泄漏爆炸规律研究 被引量：3
7
作者 廖丽君 杨杨 +4 位作者 李卫东 李慧源 谢镔 单志伟 滕霖 《西安石油大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期106-114,共9页
将一定比例的氢气掺入天然气中并通过现有天然气管道进行输送是大规模输氢的有效方式。氢气点火能量低,爆炸范围广,扩散燃烧速度快,掺氢天然气发生燃烧爆炸事故的危害性较常规天然气更大。为探究掺氢天然气管道阀室发生泄漏后的燃烧爆... 将一定比例的氢气掺入天然气中并通过现有天然气管道进行输送是大规模输氢的有效方式。氢气点火能量低,爆炸范围广,扩散燃烧速度快,掺氢天然气发生燃烧爆炸事故的危害性较常规天然气更大。为探究掺氢天然气管道阀室发生泄漏后的燃烧爆炸规律,采用计算流体力学软件FLACS对受限空间内输气管道法兰连接处破损后混合气体的泄漏、扩散、燃烧、爆炸过程进行了模拟研究。结果表明:气体泄漏后爆炸时混合气体中氢气含量越高,泄漏后气云点火时间越长,爆炸的强度及危害程度越大;顺风向气云爆燃强度显著强于逆风向气云燃爆强度;不同阀室结构会产生不同强度的爆炸超压,泄爆墙对降低阀室燃爆危害的作用有限,露天阀室和棚式阀室结构产生的爆炸危害较小。 展开更多
关键词 掺氢天然气 管道输氢 阀室 燃烧爆炸 FLACS
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基于文丘里管的天然气掺氢流动规律研究
8
作者 何银博 孙恒 +5 位作者 刘楚茹 张姝 王飞 郑国婷 王一凡 卢钰铜 《低碳化学与化工》 北大核心 2025年第7期136-144,共9页
利用现役的天然气管道掺氢混输,是实现氢气大规模、长距离和低成本储运的有效方法。开发高效便捷的掺氢设备,增大天然气和氢气的掺混均匀度,有利于提高氢气输送效率、保障管道长距离输送及下游用气安全。利用文丘里管作为掺氢设备,用甲... 利用现役的天然气管道掺氢混输,是实现氢气大规模、长距离和低成本储运的有效方法。开发高效便捷的掺氢设备,增大天然气和氢气的掺混均匀度,有利于提高氢气输送效率、保障管道长距离输送及下游用气安全。利用文丘里管作为掺氢设备,用甲烷替代天然气,将甲烷和氢气进行掺混,采用数值模拟的方法,研究了不同的掺混结构和工况对甲烷和氢气掺混流动过程及掺混均匀度的影响。结果表明,在T型管道后添加文丘里管可以增大掺混均匀度。在模拟工况下,当管喉比(文丘里管喉管段与直管段直径比)为1/3时,掺混效果最好;当掺氢比(氢气与甲烷的质量分数比)为15%时,掺混效果最好,掺混均匀度随着掺氢比的增大而增大。与静态掺混器相比,即使甲烷流速较小,添加了文丘里管的管道内仍可保持较大的掺混均匀度。运行压力越小,掺混均匀度波动越小,掺混过程更稳定。 展开更多
关键词 天然气掺氢 文丘里管 掺混均匀度 掺氢比 流体流动规律
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考虑绿证-碳交易机制与混氢天然气的工业园区多能优化调度 被引量：1
9
作者 许文俊 马刚 +2 位作者 姚云婷 孟宇翔 李伟康 《中国电力》 北大核心 2025年第2期154-163,共10页
工业园区作为高耗能、高排放主体,促进园区低碳转型对我国应对气候变化、实现经济社会可持续发展具有重要意义,因此提出考虑绿证-碳交易机制与混氢天然气的工业园区多能优化调度模型。首先,建立了园区电转气-碳捕集电厂-富氢压缩天然气... 工业园区作为高耗能、高排放主体,促进园区低碳转型对我国应对气候变化、实现经济社会可持续发展具有重要意义,因此提出考虑绿证-碳交易机制与混氢天然气的工业园区多能优化调度模型。首先,建立了园区电转气-碳捕集电厂-富氢压缩天然气联合运行模型,通过引入阶梯碳-绿证交易交互机制完善低碳市场交易规则。其次,建立了考虑生产品质与用能舒适度的激励型需求响应模型。最后,采用Matlab对园区日最小总成本进行求解,并设置8个情景对所提模型进行分析验证。算例结果表明,所提优化运行方法能够有效降低园区碳排放量,提高风光消纳率,同时充分挖掘需求响应能力,促进工业园区实现可持续绿色发展。 展开更多
关键词 混氢天然气 阶梯式碳交易 绿色电力证书 激励型综合需求响应 工业园区 优化调度
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全尺寸掺氢天然气管道裂纹泄漏扩散规律实验研究
10
作者 韩子从 董绍华 +2 位作者 李佳美 孙萌 陈林 《河北大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期466-475,共10页
掺氢天然气泄漏扩散规律的研究是保障天然气管道掺氢输运安全与有效推广的关键.本文介绍了一种泄漏扩散实验系统,并基于此开展掺氢天然气泄漏扩散实验研究.研究表明,与圆孔相比,裂纹泄漏具有明显方向性.通过3种运行压力对比发现,压力升... 掺氢天然气泄漏扩散规律的研究是保障天然气管道掺氢输运安全与有效推广的关键.本文介绍了一种泄漏扩散实验系统,并基于此开展掺氢天然气泄漏扩散实验研究.研究表明,与圆孔相比,裂纹泄漏具有明显方向性.通过3种运行压力对比发现,压力升高会使得近场的泄漏燃爆风险提高,但压力变化对远场的影响有限.利用玻尔兹曼公式拟合,发现泄漏气体云团相较运行介质具有更高的易燃易爆特性.本研究为掺氢天然气管道系统的安全稳定运行提供了理论依据与数组支撑,有利于推动氢能应用. 展开更多
关键词 氢能 掺氢天然气 裂纹 泄漏扩散
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基于气相色谱法的掺氢天然气分析研究
11
作者 张佩颖 陈勇 +2 位作者 涂振权 周理 李蒲智 《石油与天然气化工》 北大核心 2025年第2期119-125,共7页
目的为了确认现有分析方法标准是否适用于分析氢气含量较高的掺氢天然气样品,开展掺氢天然气分析方法研究。方法采用气相色谱法分析掺氢天然气组成,通过减小定量环、调整升温程序、调整转阀时间等措施优化分析方法。结果氢气和氦气的分... 目的为了确认现有分析方法标准是否适用于分析氢气含量较高的掺氢天然气样品,开展掺氢天然气分析方法研究。方法采用气相色谱法分析掺氢天然气组成,通过减小定量环、调整升温程序、调整转阀时间等措施优化分析方法。结果氢气和氦气的分离度、方法的准确度和精密度满足GB/T 13610—2020《天然气的组成分析气相色谱法》的要求。当氢气物质的量分数为3.01%~25.50%时,气相色谱仪呈线性响应。此外,明确了标准气体本身引入的不确定度对评估样品气不确定度的重要影响。结论该研究为掺氢天然气质量监测和准确计量提供了支撑,为在役管道掺氢输送业务发展奠定了分析测试技术基础。 展开更多
关键词 掺氢天然气 气相色谱法 分离度 准确度 精密度
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氢气注入天然气在回流式掺混器的混合特性仿真
12
作者 薛凯峰 许未晴 +1 位作者 吕浩杰 贾冠伟 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第19期8081-8089,共9页
氢气注入天然气进行管道输送是解决氢气运输成本高的一种有效途径。氢气与天然气快速混合均匀是确保掺氢天然气管道输运安全的保障。由于混合气体通过回流管道回流到混合管,能够与后进入的掺氢天然气继续混合,提高混合均匀性。因此,使... 氢气注入天然气进行管道输送是解决氢气运输成本高的一种有效途径。氢气与天然气快速混合均匀是确保掺氢天然气管道输运安全的保障。由于混合气体通过回流管道回流到混合管,能够与后进入的掺氢天然气继续混合,提高混合均匀性。因此,使用一种回流式掺混器进行氢气和天然气的混合。利用CFD的方法分析了回流管道倾斜角、回流管道管径比和回流管道的数量对回流式掺混器掺混特性的影响。结果表明,回流式掺混器压损低、出口混合均匀度高、回流率大。在回流管道倾斜角、回流管道管径比、回流管道数分别10°、0.5、3时,回流式掺混器达到的效果最好,其压损、混合均匀度达、回流率分别为76 Pa、99.7%和44.5%。研究结果可为掺氢天然气掺混器参数设计和混合性能提供参考。 展开更多
关键词 掺氢天然气 回流式掺混器 混合均匀度 压损 回流率
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基于压缩因子优化模型的掺氢天然气管输流动仿真模拟
13
作者 陈阳 李小峰 +2 位作者 李长俊 牛鹏远 杨鹏 《化学工程》 北大核心 2025年第8期89-94,共6页
将氢气掺入天然气管道输送是目前实现大规模低成本输送氢气的有效方式之一,探究氢气在天然气管道中的扩散规律至关重要。文中采用Ansys Fluent建立三维掺氢天然气管道模型,创新性结合Prausnitz Gunn改进的Kay法则与PR方程优化模型计算... 将氢气掺入天然气管道输送是目前实现大规模低成本输送氢气的有效方式之一,探究氢气在天然气管道中的扩散规律至关重要。文中采用Ansys Fluent建立三维掺氢天然气管道模型,创新性结合Prausnitz Gunn改进的Kay法则与PR方程优化模型计算压缩因子,通过调整出口压力、掺氢量(摩尔分数)和注氢结构等参数,分析氢气在天然气管道中的扩散规律。结果表明:氢气注入甲烷后将在7.5—25.5 m处扩散均匀,各指标对扩散均匀距离的影响程度分别为出口压力>掺氢量>注氢结构;注氢天然气达到扩散均匀的过程中有直接扩散和先集中后扩散2种过渡行为,对于直接扩散,氢气摩尔分数沿管道轴向分布更为均匀,最终在管道轴向7.5—9.8 m处扩散均匀;对于先集中后扩散,氢气在管道的上下2个部分出现明显浓度差异且呈现分层现象,最终在管道轴向17.3—25.5 m处扩散均匀。研究可进一步指导长输管网的动态仿真,为氢气注入天然气管道的安全设计与运行优化提供重要依据。 展开更多
关键词 掺氢天然气 压缩因子 管道输送 数值模拟 扩散
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掺氢天然气管道输运系统运行特性建模
14
作者 冯长有 张明扬 +2 位作者 张宁 刘林 袁铁江 《高电压技术》 北大核心 2025年第7期3529-3538,共10页
针对氢气掺入天然气管道后系统的管道压力、气体渗透、性能衰减等特性发生变化,导致掺氢天然气管道输运系统的经济运行特性用传统方法难以刻画的问题,通过分析掺氢比、输送压力、环境温度、运输距离以及管道参数等因素对系统运行特性的... 针对氢气掺入天然气管道后系统的管道压力、气体渗透、性能衰减等特性发生变化,导致掺氢天然气管道输运系统的经济运行特性用传统方法难以刻画的问题,通过分析掺氢比、输送压力、环境温度、运输距离以及管道参数等因素对系统运行特性的影响,建立了掺氢天然气管道输运系统运行特性模型。首先,结合天然气在不同掺氢比下物理性质的变化规律,从压力损耗、管道渗透和性能衰减3个方面建立了系统运行特性模型;然后,研究不同边界条件下压气站功率、渗透流量和管道寿命随掺氢比的变化关系建立系统的运行成本模型;最后,得到不同掺氢比下天然气管道向单位距离输送单位氢气所需要的成本,并结合西气东输一线工程部分天然气管道数据,计算得到不同管道流量以及不同掺氢比下掺氢天然气管道输运系统运行成本变化规律,验证模型的有效性,对未来掺氢天然气管道输运系统规划具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 掺氢天然气 天然气管道输运系统 运行特性 能量损耗 成本模型
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基于计算流体力学代理模型的天然气混氢装置结构优化
15
作者 渠秀媛 王洪建 +2 位作者 夏雷 张晓瑞 孙立 《江苏大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期301-308,共8页
以无混合单元的混合器为基础模型,建立了三维SK型静态混合器模型来模拟气体混合物的混合行为,开展了运行参数和设计参数的研究,分析了混合性能如均匀性指数和压力损失等的影响规律.研究结果表明:当混合单元数量为3个时,达到性能与能耗... 以无混合单元的混合器为基础模型,建立了三维SK型静态混合器模型来模拟气体混合物的混合行为,开展了运行参数和设计参数的研究,分析了混合性能如均匀性指数和压力损失等的影响规律.研究结果表明:当混合单元数量为3个时,达到性能与能耗的最佳平衡;混合单元长径比显著影响混合效果,混合单元布置方式对压降影响小于5%.为进一步优化,基于Kriging代理模型构建低插值误差的响应面,结合遗传算法全局寻优,获得最优流道结构,相较于基础模型,优化后出口截面均匀性指数提升7.2%,氢气-甲烷分层现象完全消除,流场分布均匀性改善. 展开更多
关键词 天然气混氢 数值模拟 SK型静态混合器 均匀性 参数优化
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天然气掺氢分离提纯技术研究进展
16
作者 杜建 杜文海 +1 位作者 李敬法 憨思宇 《现代化工》 北大核心 2025年第9期16-21,共6页
通过文献调研,总结了深冷分离、变压吸附、膜分离和电化学氢分离4种天然气掺氢分离提纯技术的研究现状,并对各分离技术未来的研究方向进行了展望。国内外研究表明,深冷分离技术受到分离原理的影响,提氢纯度中等、工艺过程能耗成本高,可... 通过文献调研,总结了深冷分离、变压吸附、膜分离和电化学氢分离4种天然气掺氢分离提纯技术的研究现状,并对各分离技术未来的研究方向进行了展望。国内外研究表明,深冷分离技术受到分离原理的影响,提氢纯度中等、工艺过程能耗成本高,可用于电厂等大规模生产场所的第一级分离提纯模块;变压吸附技术提氢纯度高但能效较低,适用掺氢浓度低的小规模生产用户;膜分离技术分离过程无相变、无高耗能,以其经济性和稳定性是未来最具前景的分离技术,其中无机膜中钯合金膜是今后研究的热点;电化学氢分离技术的过程驱动力是电势差,工艺流程简单,虽然提氢纯度高,但目前膜材料的强度、渗透性还有待解决,该技术用于天然气掺氢分离前景还有待考证。未来天然气掺氢分离技术可能会根据终端用户的需求采用多种分离方法的结合,尤其是结合膜分离方法的耦合工艺。 展开更多
关键词 天然气掺氢 掺氢分离 变压吸附技术 膜分离技术
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含富氢压缩天然气的多能源系统建模及优化调度
17
作者 余雪娟 王峻 +2 位作者 王仕瀚 赵宇航 秦博宇 《电工电能新技术》 北大核心 2025年第5期47-55,共9页
由电力网络、供热网络和天然气网络组成的多能源系统被认为是减少能源行业碳排放的重要策略。氢气的利用和掺氢运输的结合为实现深度脱碳提供了巨大的潜力,同时不增加额外的建设成本。然而,传统的稳态模型和理想动态情况不足以准确描述... 由电力网络、供热网络和天然气网络组成的多能源系统被认为是减少能源行业碳排放的重要策略。氢气的利用和掺氢运输的结合为实现深度脱碳提供了巨大的潜力,同时不增加额外的建设成本。然而,传统的稳态模型和理想动态情况不足以准确描述多能源系统的真实热特性,有必要对网络中的动态能量传输过程进行更深入地研究。本文提出了一种基于广义相量建模方法的含富氢压缩天然气(HCNG)的多能源系统动态模型。该模型分析了各种能源网络中能源介质的热力学行为。数值研究表明了本文所提出的多能源系统模型在降低运营成本和可再生能源消纳方面的优势。 展开更多
关键词 多能源系统 动态模型 富氢压缩天然气 优化运行
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天然氢的成因分布及勘探技术研究进展
18
作者 方朋 徐学敏 +6 位作者 沈斌 吴嘉 曾文人 陈泽亚 金霄 曲泽宁 翟佳 《地质学报》 2025年第9期3241-3255,共15页
地质体中自然形成并储存的天然氢作为一种可再生的新能源,被视为传统化石燃料的理想替代品,对全球能源转型以及应对气候变化具有重要意义。然而,无论是在来源方面,还是在运聚过程上,全球对“氢气系统”的认识都尚处于起步阶段。本文通... 地质体中自然形成并储存的天然氢作为一种可再生的新能源,被视为传统化石燃料的理想替代品,对全球能源转型以及应对气候变化具有重要意义。然而,无论是在来源方面,还是在运聚过程上,全球对“氢气系统”的认识都尚处于起步阶段。本文通过剖析水-岩反应、地球深部脱气、水的辐射分解、沉积有机物热解以及微生物活动等五种机制说明了天然氢的成因。其中,基于含铁矿物的水-岩反应和地球深部脱气可能是地壳中天然氢规模性产生的普遍途径。总结了天然氢在地下及地表的分布特征及潜在来源,并初步探讨了天然氢在地质体中运聚和耗散过程,认为氢气在地质固体及流体中的物理化学性质是揭示氢气成藏机制的关键问题。基于当前用于天然氢勘探的地球物理技术、遥感技术以及地球化学技术阐述了天然氢勘探技术的现状,重点分析了利用地球化学勘探技术在浅表进行氢气调查的过程。提出了通过有效的检测和监测技术、完善的指标体系以及合理的评估方法对地表氢气渗漏进行调查是现阶段天然氢勘探的重点工作方向。 展开更多
关键词 天然氢 地质成因 分布特征 地表渗漏 勘探技术
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天然气管道掺氢输送研究现状与分析 被引量：21
19
作者 高岳 朱红钧 +3 位作者 唐堂 李佳男 陈泉宇 刘文丽 《低碳化学与化工》 CAS 北大核心 2024年第3期118-128,共11页
天然气管道掺氢输送是实现大规模、远距离和低成本氢气运输的手段之一,但氢气掺入天然气管道给管线运行工况、安全维护等带来了不容忽视的影响,具有一定的安全隐患。为此,围绕国内外天然气管道掺氢输送的技术研究与工程应用现状,讨论了... 天然气管道掺氢输送是实现大规模、远距离和低成本氢气运输的手段之一,但氢气掺入天然气管道给管线运行工况、安全维护等带来了不容忽视的影响,具有一定的安全隐患。为此,围绕国内外天然气管道掺氢输送的技术研究与工程应用现状,讨论了影响天然气管道掺氢安全输送的主要因素,即掺氢引起的天然气物性改变、氢致失效和掺混不均,以及掺氢管道泄漏扩散和燃爆的安全问题。结果表明,天然气掺氢后,对现有管材提出了新要求,需开展相关实验以揭示氢致失效机理,掺氢天然气管道停输后是否发生气体分层与管道是否发生氢致失效密切相关。掺氢天然气管道泄漏扩散及自燃的安全范围、发生燃爆所需的最小掺氢比及燃爆机理尚不明晰,实验研究与实际运营存在差距。针对天然气管道掺氢输送的规范、标准及相关监管政策仍处于发展阶段,需要结合系统的研究数据及实践进一步完善。以上结果明晰了掺氢输送存在的风险,可为大规模掺氢混输的工程推广与实际运营提供参考。 展开更多
关键词 掺氢天然气 管道输送 掺氢比 泄漏扩散 燃爆
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埋地掺氢天然气管道泄漏扩散数值模拟研究 被引量：5
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作者 彭善碧 罗雪 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期63-69,共7页
为减少掺氢天然气在输送过程中因泄漏引发的安全问题,基于流体力学及多孔介质理论,采用Fluent软件建立城市埋地掺氢天然气管道泄漏扩散的三维数值模型,分析掺氢比例、泄漏孔径、管道压力、管道埋深和土壤类型等因素对掺氢天然气泄漏量... 为减少掺氢天然气在输送过程中因泄漏引发的安全问题,基于流体力学及多孔介质理论,采用Fluent软件建立城市埋地掺氢天然气管道泄漏扩散的三维数值模型,分析掺氢比例、泄漏孔径、管道压力、管道埋深和土壤类型等因素对掺氢天然气泄漏量及甲烷、氢气爆炸下限竖直方向上扩散距离的影响。结果表明:掺氢比例越大,掺氢天然气泄漏量越小,甲烷爆炸下限等值线扩散至地表所需时间越长,而氢气则相反;泄漏孔径10 mm时的泄漏量约为孔径5 mm时泄漏量的2倍,泄漏孔径20 mm时的泄漏量约为10 mm时泄漏量的2倍,且泄漏孔径越大,甲烷和氢气的爆炸下限等值线到达地表所需时间越短;管道压力越大,掺氢天然气泄漏量越大且扩散速度越快,危险系数越高;管道埋深1.1 m泄漏量最大,其次为1.4、0.8 m,埋深越浅,甲烷和氢气的爆炸下限等值线到达地表所需时间越短;土壤类型对掺氢天然气的泄漏扩散有重要的影响,土壤类型为粉质砂土时,掺氢天然气泄漏量及扩散速度最大,其次为壤土,最后为黏土。 展开更多
关键词 掺氢天然气 管道 泄漏扩散 数值模拟 泄漏量 扩散距离
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