天然气掺氢输送技术发展现状及前景

氢气可掺入天然气管道中进行混合输送,在节省巨额管道建设费用的同时实现氢气大规模输送,混氢天然气还可改善燃烧特性,降低碳排放,具有重要的工程应用价值.系统分析了天然气管道掺氢输送涉及的关键技术,结合国内外天然气管道掺氢输送应用现状和产业发展趋势,认为在城市燃气管网掺氢有望成为较早产生商业价值的技术路径.建议加强掺氢后管道...     

绿氢产业链安全风险与防控技术研究进展

发展大规模绿氢产业是推动我国能源结构转型和实现“双碳”目标的战略选择。利用可再生能源制备绿氢,将规模性替代化石能源制氢,有效降低能源生产消费过程碳排放,支撑构筑新型能源体系。绿氢产业链主要包括上游绿氢制取、中游绿氢储运和下游绿氢应用。通过分析绿氢制取、储存、运输及应用过程的技术发展现状,总结了绿氢生产各环节存在的安全风险;并基于系统安全及保护层安全防护理念,从技术、标准、政策法规、创新平台等方面提出了相应的风险防控建议,为筑牢大规模绿氢利用安全基础,保障绿氢产业安全高质量发展提供参考思路。     

燃料电池车辆用氢气的储存技术进展

对国内常用的燃料电池车辆用氢气的高压气态、低温液态、固态、有机物液体四种储氢技术进行了简要叙述,介绍了燃料电池车辆用氢气的现有的质量控制标准和燃料电池车辆用氢气质量的检测方法,为燃料电池车辆氢气安全储存和正确使用提供了参考.     

地下含水层储存氢气的可行性分析

目的氢气的安全、高效储存对清洁能源工业化发展具有重要意义;地下含水层分布广泛、储存潜力巨大,是安全、高效地下储存氢气的潜在体。对地下含水层储存氢气的可行性进行了分析。 方法通过调研国内外关于地下含水层储存氢气的文献,在明确氢气的物理化学性质对含水层影响的基础上,分析了现有氢气地下储存的案例,探索了多种因素对含水层储存氢气的影响。 结果碳酸盐和硫酸盐胶结物含量低的砂岩以及盖层不含方解石的地质条件更适合氢气地下储存,在富有黏土矿物的储层中储存氢气是有利的;氢气地下储存应考虑微生物的影响;二氧化碳和氮气都可以作为缓冲气体,在中国进行“双碳”目标重大战略决策的当下,应该着重进行二氧化碳作为缓冲气体的研究。 结论目前,没有地下含水层储存纯氢的实例,但是相关的数值模拟研究和影响因素分析论证了含水层中储存氢气的可行性。      

LNG的储存和运输

LNG储存和运输在整个LNG链从生产到销售，都是十分重要的环节和基础设施。LNG的温度在-160℃以下，为了保冷，工厂储罐和运输油轮储罐都必须采用特殊材料建造，建造技术要求很高，安全技术和措施相当严格，因此投资相当大。论述了LNG储存技术，介绍了世界LNG工厂和LNG接收终端中LNG储罐情况，简述了LNG运输技术。     

油砂沥青供氢热裂化改质油的储存稳定性研究

通过考察油沙沥青减黏裂化和供氢热裂化改质油的密度、黏度、安定性、沥青质含量、甲苯不溶物含量随着储存时间的延长而发生的变化,研究了供氢热裂化改质油的储存稳定性及其内在机制。结果表明：随着储存时间的延长,减黏裂化和供氢热裂化改质油的密度、黏度、安定性、沥青质含量和甲苯不溶物含量均呈现增大的趋势,说明两种改质油的稳定性均随储存时间的延长而变差;在相同条件下,相比于减黏裂化改质油,供氢热裂化改质油的密度、黏度、沥青质含量和甲苯不溶物含量随储存时间延长而增加幅度较小,供氢热裂化改质油的安定性（斑点试验等级）一般不超过2级,满足船运对油品安定性的要求,说明供氢热裂化改质油的储存稳定性优于减黏裂化改质油;供氢热裂化改质油稳定性改善的原因主要为供氢馏分油的供氢作用和体系胶体稳定性的提高。     

腐蚀管道基于可靠性的风险评估

介绍了腐蚀管道基于可靠性的风险评估方法,给出了破裂、大泄漏和小泄漏3种管道失效模式的极限状态方程及可靠性目标。对一条使用了30年的在役长输管道,采用管道可靠性评价软件PIRAMID,评估了维持现行最大允许操作压力和降低最大允许操作压力两种情况下6年后管道的风险,基于可靠性目标,给出了两种情况下的运行维护策略。     

氢燃料电池用氢气中14种痕量杂质分析技术综述

氢燃料电池用氢气纯度、所含杂质的种类及含量对氢燃料电池的放电性能和寿命具有重要影响。详细阐述氢燃料电池用氢气中总硫、氨、总卤化物、甲醛、甲酸、一氧化碳、二氧化碳、总烃、氧、氮、氦、氩、水、颗粒物14种痕量杂质对燃料电池性能影响,以及离线和在线分析技术的现状、研究进展,配备硫化学发光等检测器的气相色谱技术和傅里叶变换红外光谱技术在多项杂质检测方面的应用,最后对分析技术的发展进行了展望。     

焊接缺陷对管道安全可靠性影响分析

采用国际通用的双判据法计算分析了焊接缺陷种类和尺寸对管道极限承载能力和抗断裂能力的影响.计算分析结果表明,缺陷的长度和深度对管道的极限承载能力都有影响,尤其是深度的影响更加显著.此外,焊接缺陷的存在对管道的抗断裂能力影响较大,特别是错边、未焊透、未熔合等裂纹类缺陷的复合型缺陷对管道抗断裂能力影响非常大.在管道环焊缝焊接施工和无损检测时应尽量预防和减少缺陷,尤其是复合型缺陷,最大限度地保证管道的安全可靠性.     

天然气管道掺氢输送研究现状与分析

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。     

氢气储运技术的发展现状与展望

随着世界能源危机和环境污染的不断加剧,推动清洁能源革命已成为世界能源产业未来发展的重要趋势。近年来,中国对新能源产业的发展日益重视,尤其是对氢能产业的开发力度日益增大。在未来,氢能有望在推动中国能源结构改革、保障国家能源安全等方面扮演越来越重要的角色,并可能在能源、化工、交通等领域引起一系列变革。在氢能产业发展过程中,高效、低成本的氢气储运技术是实现大规模用氢的必要保障。目前,氢气的典型储运方式主要包括高压气态储运、低温液态储运、有机液态储运和固态储运技术等。综述了各储氢技术的研究现状,并在对不同氢气储运技术进行综合对比分析的基础上,对中国未来氢气储运技术的发展方向做出展望。     

储氢材料研究进展

氢能是人类未来的理想能源载体,而储氢是氢能实现规模应用的基础。本文综述了储氢材料的种类及其最新研究进展。     

2种零维碳材料对Li-Mg-B-H体系储氢性能的影响

固态储氢材料中,Li-Mg-B-H体系因放氢路径简单以及具有较高的理论储氢量成为研究的热点,但仍面临着吸放氢反应过程中放氢温度高,放氢动力学性能差等问题。以金属Mg粉作为初始原料,添加2种不同种类的零维碳材料,通过氢化燃烧的方法制备了均匀分散的纳米镁基粒子;进一步采用高能球磨的方法,与LiBH₄复合构建复合储氢材料2LiBH₄-MgH₂@C。研究发现,以上两步法构建的复合储氢材料的储氢性能得到了极大的改善。进一步通过研究吸/放氢动力学、热力学以及循环性能,探索了不同种类的零维碳材料对Li-Mg-B-H体系储氢性能的影响以及作用机制。研究表明,2种零维碳材料的添加不仅为反应粒子提供活性位点,促进储氢粒子的附着、锚定以及成核,同时能够在吸/放氢过程中有效抑制储氢粒子的团聚,进而对复合储氢材料的吸放氢性能起到了积极的促进作用。     

四丁基溴化铵水合物储存氢气的研究

利用高压搅拌式水合物实验装置,进行了四丁基溴化铵(TBAB)水合物储氢的研究。在恒容条件下,考察了水浴温度、初始压力对水合物储氢特性的影响,并比较了TBAB水合物和四氢呋喃(THF)水合物的储氢性能。实验结果表明,在初始压力7.2 MPa、x(TBAB)=0.6%的条件下,水浴温度越低,生成水合物的诱导时间越短,储氢密度越大,水浴温度为0.5℃时储氢密度最大(为0.095%);在水浴温度0.5℃、x(TBAB)=0.6%的条件下,初始压力越大,生成水合物的诱导时间越短,储氢密度越大,在初始压力为8.4 MPa时储氢密度最大(为0.109%);在水浴温度为0.5℃、初始压力7.2 MPa的条件下,THF水合物的储氢密度仅为0.014%,远低于TBAB水合物的储氢密度(0.095%),TBAB水合物的储氢性能更好。     

新型固体储氢材料的研究进展

在碳中和的背景下,开发和利用可再生清洁能源已成为全球共识。氢气由于其燃烧时只产生水且热值高、无污染而被认为是较理想的清洁能源,受到全球广泛关注,但安全有效地储存和运输氢气的方法与技术仍然面临重大挑战。通过文献调研,简要介绍了几种固体储氢的新型材料和方法,包括纳米结构多孔碳储氢、生物质合成多孔碳储氢、天然矿物及其加工材料储氢、笼型水合物储氢和沸石-冰储氢等,分析了上述储氢材料和方法的优缺点,对未来可用的良好的储氢材料进行了展望,以期为解决储氢、运氢问题提供新思路。     

储氢材料及其在含能材料中的应用

详细介绍了储氢材料品种，其中包括苯和甲苯有机液体氢化物，氢化硼和氢化铝络合物，超级活性炭，碳纳米纤维和碳纳米管的纳米碳材料，镧（稀土）系列、钛铁系列、镁系列等金属及合金氢化物，多孔聚合物等；并简单介绍了这些储氢材料的制备方法、在含能材料中应用时存在的问题及改进方向。重点介绍了多孔聚合物储氢材料的特点及合成方法，提出金属氢化物和多孔聚合物应作为储氢材料在含能材料中应用的重点研究对象。     

防波堤失效条件下超大型海洋浮式储油船系泊系统可靠性评估

基于极限状态设计法，设计了适用于我国战略石油储备用的超大型浮式储油船系泊地点处所的防波堤，并采用蒙特卡罗法模拟了防波堤的失效概率。用时域教值模拟法求解储油船运动方程并对其系泊系统进行了可靠性分析。结果表明，防波堤失效与否对储油船系泊系统的可靠性有显著影响。     

碳复合纳米材料储氢性能研究进展

简述了以碳材料为基体或添加剂的碳复合储氢材料的研究进展,包括碳纳米纤维、石墨纳米纤维、单壁碳纳米管及多壁碳纳米管;并对碳复合纳米储氢材料的未来研究工作进行了展望。     

Risk Assessment of CO2 Geological Storage and the Calculation of Storage Capacity

Abstract

Greenhouse gas emission is becoming serious, and attention has been paid to CO₂ geological storage which will not only help to achieve CO₂ reduction in air but improve oil recovery. This article provides risk assessment of CO₂ geological storage and calculation of storage capacity, which was validated in an oilfield.