氢能在玻璃熔窑中的应用研究

  氢能在玻璃熔窑中的应用研究  Summary：目前，通过一次能源、二次能源、工业领域等各种途径获取、制取氢能，但相较于化石能源制氢，新能源制氢更加契合全球绿色前沿革命的展开。由此，在全球能源结构更迭环境下，新能源制氢和氢能利用备受各界关注：一来新能源制氢技术的发展，会严重影响和挤压传统制氢技术的发展空间，进而取代煤制氢、天然气制氢等，使得制氢更加清洁、高效，减少污染；二来利用可再生能源制氢，有利于进一步降低氢能成本，从而助力我国产业结构转型，更好更快地走上以创新为驱动的绿色、低碳、循环的发展路径。基于此，对氢能在玻璃熔窑中的应用进行研究，以供参考。Keys：氢能;玻璃熔窑;应用引言随着“十四五”电力规划的实施，我国正加速能源清洁化转型进程，脱碳减排需求日益增长，为实现规模化低碳甚至无碳能源，回归地球生态平衡，我国提出“碳达峰”“碳中和”目标。然而，随着具有地理上分散、生产不连续、随机性、波动性和不可控等特点的可再生能源的占比增大，对电网的稳定性造成重要的影响，导致弃风、弃光问题，在一定程度上阻碍了能源互联网的发展。利用储能技术可将波动性强的可再生能源发电以其它能源形式储存并转化为多种能源形式满足负荷侧需求，因此储能技术是实现可再生能源平滑波动、调峰调频、大规模接入电网的重要手段。1、可再生能源转化为氨氢能源体系的技术路线传统的合成氨主要是以Haber-Bosch(HB)催化法为主。随着氢能产业对于氢能源需求，氨作为氢媒介备受关注，可再生能源合成氨(powertoammonia,PtA)技术也成为研究热点。PtA技术是以空气和水为原料，以清洁且资源量丰富的可再生能源为动力进行氨的合成。近年来，大量学者研究了PtA技术的技术经济可行性。Rouwenhorst等详细 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 了各种制氮、电解水制氢、合成氨、氨储存和氨分离等技术的优缺点，研究表明变压吸附分离制氮技术(PSA)和质子交换膜电解水技术(PEM)耦合的合成氨工艺具有操作温度和压力较低的特点，对于高效节能的氨合成工艺开发具有很大的发展潜力。PSA-PEM-HB耦合的合成氨工艺将成为未来极具发展潜力的可再生能源合成氨工艺，主要工艺过程分为可再生能源电解水制氢、空分制氮、合成氨等工序，终端通过氨裂解技术，可以分布式供氢（见图1）。2、氢能在玻璃生产中应用2.1锡槽中保护气体应用浮法玻璃锡槽保护气体一般采用氮气和氢气的混合气体，氢气的体积占比一般为3%～8%，其余为氮气。氢气在混合气体中的主要作用是防止成形锡槽中的锡液被氧化，造成玻璃下表面沾锡等缺陷，当锡槽中有氧化介质进入时，会首先与混合气体中的氢发生反应而保护金属锡液不被氧化，一般浮法玻璃生产线氢气用量为50～3003Nm/h。2.2熔窑燃烧中应用掺氢天然气燃烧主要是在天然气中掺入一定量的氢气进行混合燃烧，降低玻璃熔化过程中的碳排放量，实现生产过程降低碳排放的目的。主要工艺控制点：氢燃料燃烧喷枪、阀组控制系统、燃烧工艺系统解决 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 （全氢燃烧和天然气掺氢燃烧），氢气的输送，温度、压力、流量控制，燃烧喷枪的 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 和优化技术，氢能利用率为30%～100%，控制氢气在玻璃熔窑内稳定燃烧。重点解决内容：满足火焰覆盖面要求掺氢或全氢燃烧喷枪的研究和开发；天然气、氢气两用（混合用）燃料喷枪的研制开发；分段供氧燃烧法掺氢喷枪的研制开发；满足不同使用要求掺氢燃烧喷嘴砖的研制；掺氢燃烧喷枪安装使用方式与 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 的研究。在对掺氢燃烧条件下玻璃的熔制工艺进行深入研究的基础上，建立能实现掺氢燃烧浮法玻璃熔窑最佳热工 制度 关于办公室下班关闭电源制度矿山事故隐患举报和奖励制度制度下载人事管理制度doc盘点制度下载 的DCS控制系统，智能热端和冷端控制系统，作为生产工艺和过程的全自动化计算机控制和管理中心。主要包括窑压控制、液面控制、燃烧控制、温度分布控制、玻璃成形、退火和冷端的全过程控制。氢能燃烧主要分为：掺氢燃烧、梯度氢燃烧和纯氢燃烧等几种类型，根据不同的需求以及氢来源存储状况进行有针对性的布置。经过测算，当氢能替换率为30%时，可以实现燃烧过程减碳10%～15%，对于玻璃生产企业具有良好的经济和社会效益。3、新能源制氢技术现状及发展前景3.1化学能制氢技术现状及发展前景我国化学能制氢技术，是以天然气为主要原料，具有装备简单、无需更换设备、污染物排放量低、投资少等优势。现如今的化学链制氢技术，是由化学链与蒸汽铁法制氢结合起来的制氢技术，通过三个反应器（燃料与反应器、蒸汽反应器以及空气反应器）互相作用，将烃类水蒸气制成氢气，在这一过程中会出现二氧化碳，但相对于传统制氢技术，所排放出的温室气体量更少。现如今，化学链制氢技术思路日渐完善，亟待进一步加深研究。我国也正在大力投入人力、物力、财力，致力于将电解水制氢贯穿于整个氢能发展过程中，通过水电解质制氢来取代煤气化制氢，降低对环境的负面影响，并消纳光电、光伏发电等不稳定的电力，产生富余的电力实现持续、稳定供电的同时，解决现阶段社会对氢能源的需求。可以预见的是，化学链制氢技术将成为满足氢能商业化需求的主要制氢工艺，且随着技术的不断发展，制氢成本和制氢方式更加优化，且分布式制氢、集中制氢以及区域制氢这三种制氢方式，将成为加氢站、制氢工业的首选，尤其是将水电解水制氢工艺应用到小型加油站的建设装置之中，能进一步提高制氢质量，减少碳排放量，对实现“双碳”目标极为有利。3.2生物质制氢技术现状及发展前景生物质制氢技术除却对环境（1000℃以上的高温）有一定要求以外，可以称得上的理想的制氢技术。一来，我国生物质能非常丰富，无论是城市生活垃圾，还是农林废弃物，都可以作为生物原料的来源，而这些资源的利用，对环境、对经济发展都极为有利；二来生物质制氢技术在我国有着巨大的发展潜力，相较于化石原料制氢能，更为符合当下绿色环保、节能减排的国家政策及发展理念。3.3电解水制氢碱性电解水制氢碱性电解水制氢以20%~30%的NaOH或KOH水溶液为电解质，石棉膜作为隔膜，当电解槽接通直流电源，电解电流上升到水的分解电压时，电解槽内各电解小室阴极表面发生电化学反应，分解出氢气，氢气及碱液经分离洗涤器气液分离，顶部出来的氢气进一步脱碱雾处理后送出界区，碱性电解水制氢原理如图所示。水为弱电解质，NaOH或KOH在电解槽中只起到运载电荷的作用。水电解的最小电压随压力升高而增大，压力每升高1倍，电压就增加4.3mV。碱性液体电解质电解槽工作电流密度为0.25A／cm2左右，能源效率为62%~78%，产品氢气的纯度为99.9%。石棉膜受温度的影响比较大，当电解液温度超过90℃时，石棉膜的表面将会生成硅酸盐，损伤石棉膜的表层。结束语能源是人类赖以生存与发展的重要物质基础，全球在发展过程中消耗大量化石能源，产生的二氧化碳导致全球变暖、冰山融化、海平面上升。可再生能源是能源发展的必然趋势，而氢能具有资源丰富、可再生、环保高效的特点，是理想的再生能源载体，全球脱碳过程演变的趋势必将导致氢能主导未来的能源市场。Reference[1]王恒,孔令建,李捷.氢能发展模式应用探究[J].电工技术,2021(18):70-73.[2]贾宏宝.氢能源产业链应用现状及发展前景[J].化学工程与装备,2021(09):208-210.[3]李鑫圣.氢能在新能源领域的应用[J].黑龙江科学,2021,12(16):44-45.[4]张全斌,周琼芳.基于“碳中和”的氢能应用场景与发展趋势展望[J].中国能源,2021,43(07):81-88.[5]薛俭,孙影.氢能发展及应用研究现状分析[J].内蒙古煤炭经济,2021(13):166-167. -全文完-