一、甲醇制氢天然气掺氢燃烧项目背景

在国家“双碳 ”战略目标和地方政府节能减排政策的推动下，积极探索清洁能源的应用。相关政策包括  《中共中央国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳  中和工作的意见》、《2030 年前碳达峰行动方案》以及地方政府的 相应实施细则。工业窑炉可采用甲醇裂解制氢技术，将生成的氢气和一氧 化碳可燃气体用于天然气掺氢燃烧，以提高能源利用效率，减少污染 物排放，符合国家和地方的绿色发展政策。

二、掺氢项目建设可行性分析

1.政策可行性：

   ●国家发改委与国家能源局联合印发的《氢能产业发展中长期规 划（2021-2035）》提出：开展掺氢天然气管道、纯氢管道等试点示 范。逐步构建高密度、轻量化、低成本、多元化的氢能储运体系。

   ●国家能源局和国家科技局联合印发的《“十四五 ”能源领域科技 创新规划》提出：开展纯氢/掺氢天然气管道及输送关键设备安全可 靠性、经济性、适应性和完整性评价，开展天然气管道掺氢示范应用； 研发大规模氢液化、氢储存示范装置

 ●多地政府印发关于支持氢能产业发展的相关政策中提出：积极高 效利用工业副产氢，并探索在非化工园区满足安全生产条件的区域开 展能源型氢气制取项目。

●2024 年 5 月 29 日，国务院发布的《2024—2025 年节能降碳行 动方案》显示，氢能将深度参与节能降碳行动，其功能主要从三个方 面落实：非化石能源开发、氢冶金和氢化工

●2024 年 6 月 3 号国家发改委发布《天然气利用管理办法》第 六条的第 12 小条“油气电氢综合能源供应项目、终端天然气掺氢示 范项目等高精尖天然气安全高效利用新业态 ”。8 月 1 号起执行。

●2024 年 11 月 8 日，十四届全国人大常委会第十二次会议发布 的《中华人民共和国能源法》中对于能源的定义予以明确氢能等。

●2024 年 12 月 12 号中央经济工作会议：《协同推进减污降碳

扩绿增长，加快绿色转型》

2.技术可行性：

●天然气掺氢技术正在不断发展和完善，相关技术已经趋于成  熟，并且 在实际应用中取得了良好的效果。随着技术的进一步提升 和成本的降低，天然气掺氢技术将更加具有市场竞争力。

●天然气掺氢技术可以满足消费者对清洁、高效、安全的能源需 求。随着全球对清洁能源的需求不断增加，天然气掺氢技术的市场需 求也将逐渐扩大。尤其是在工业燃烧领域，天然气掺氢技术可以替代 传统的天然气等燃料，成为未来的主流能源。

●中国国家标准化管理协会发布的《天然气掺氢混气站技术规  程》的征求意见稿，这个标准规定了天然气掺氢混气站的厂站布置、

工艺及设施、消防与给水排水、电气、仪表与自控、建(构)筑物与采 暖通风、施工与验收、运行和维护的技术要求。这个标准适用于储氢 总容量不大于8000kg 的、掺氢比例不超过 20%(体积分数)、掺氢天 然气压力不超过4MPa 的天然气掺氢混气站的设计、施工、验收及运 行维护。

●天然气掺氢技术可以有效降低燃料的碳排放和其他有害物质的 排放，有利于改善环境质量，保护生态环境。随着全球对环境问题的 关注度不断提高，天然气掺氢技术的环境效益也将逐渐凸显。

●对现场生产工艺中各个工序环节所需热源，通过制氢设 备制出氢气混合气对原来采用天然气加热的部位进行替代，达到与使 用天然气同工况情况下节约能源和降低排放的目的。

●采用先进控制技术，以安全，可靠，稳定为原则，利用 PLC 系 统，实现温度、压力数据采集、控制调节阀开度，以及供料电机来保 证制氢设备的稳定持续的产气状态，并在设备内部核心制气部分采用

1 用 1 备的比例进行配套，以便在出现意外的情况下能自动切换至备 用套件以保障贵司整体产线稳定运行，对于工艺中的各个工序的不同 温度控制，采温控传感装置控制火焰大小与压力大小。同时在人机交 互界面中显示瞬时、累积流量，供料电机的状态等数据。具备数据远 传功能，可选配在中控端能监测到现场的实时数据功能。

三、甲醇制氢技术原理

甲醇裂解制氢技术通过催化剂在低温条件下将甲醇分解为氢气和一

氧化碳，反应方程式为：

该过程无任何有害排放，无需加脱盐水，且不需改造现有燃烧系统， 仅需调整配风即可实现掺氢燃烧。

四、工艺流程详解

1. 甲醇输入

● 甲醇储罐：采用不锈钢材质，设计容量满足生产需求，配备液位 监测/防火柱帽和报警系统。

● 输送泵：选用高效可靠的防爆离心泵，确保甲醇稳定输送至制氢 装置。

● 流量控制系统：安装电磁流量计，实时监控甲醇流量，确保制氢 过程的稳定性。

2. 制氢

● 甲醇制氢机：采用列管式反应器，内部填充高效催化剂（寿命 5

到 8 年），设计温度控制范围在 240 - 280℃ , 压力控制在 0.05 - 0.1MPa。

● 加热系统：采用电加热器，配备温度传感器和自动调节装置，确 保反应温度稳定。

● 气体冷却：裂解后的高温气体通过冷却器降温，防止催化剂过热 失效。

3. 掺混

● 流量随动式混氢撬：采用文丘里混合器，确保氢气天然气充分 混合，设计掺氢最高比例为20%。

● 在线监测系统：安装气体分析仪，实时监测混合气体的成分，确 保掺混比例稳定。

4. 燃烧

● 燃烧设备：利用现有的天然气燃烧装置，仅进行必要的配风调整。 ● 配风系统：安装变频风机，配备氧含量传感器，实时调节空气流 量，确保最佳燃烧效果。

五、天然气掺氢气燃烧的优势

1.提高燃烧效率：

氢气具有较高的燃烧热值，将氢气与天然气混合燃烧可以提高整 体的燃烧效率，使能源利用更加充分。

2.减少污染物排放：

氢气燃烧产生的副产品是水，少量二氧化碳、不会产生硫化物等 有害污染物，因此可以减少对环境的污染。

3.改善天然气的燃烧性能：

氢气的加入可以改善天然气的燃烧性能，使燃烧更加稳定和完 全，从而提高燃烧的质量。

4.增加能源供应的灵活性：

天然气和氢气是不同的能源，将两者结合使用可以增加能源供应 的灵活性，适应不同的能源需求和市场情况。

5.为工业燃烧企业降本增效：

六、天然气掺氢燃烧安全性分析

（1）制氢设备是在线制氢，设备开机生产氢气关机就没有氢气，不 存在存储和运输方面的危险情况。

（2）因为氢气很轻，具有易扩散的特点，所以在非密闭空间下，氢 气几乎不可能达到 4%的浓度，也就是说，在室外空气流通的地方， 很难发生氢气爆炸。

（3）制氢燃烧设备的各类管道和设备配件均是专用型型材，在通过