内蒙古启动中低压纯氢与掺氢管输及应用项目

11月8日，内蒙古自治区科技重大专项“中低压纯氢与掺氢燃气管道输送及其应用关键技术研发”项目启动暨实施方案论证会隆重举行。

本次论证会邀请了内蒙古自治区科技厅、通辽市、科尔沁区、通辽经济技术开发区和项目归口管理单位相关领导，以及项目课题实施方案论证专家、相关负责人等重要嘉宾出席。

据悉，“中低压纯氢与掺氢燃气管道输送及其应用关键技术研发”项目实施方案论证会由6位项目负责人进行课题汇报，并由项目专家组进行提问。

清华大学教授陈祥表示，随着氢能发展利用技术的不断成熟和完善，大规模集中制氢和长距离输氢是未来趋势，管道运输是最经济方式，新建纯氢高压输运管网是终极目标。但输氢管道造价是天然气管道的2倍，短期内利用现有天然气管线掺氢输运是最现实可行的方案。

目前，国内氢气长输管道规模较小，氢气长输管道领域的标准体系尚属空白，且国内管道输氢安全技术研究及专用掺氢设备研发刚刚起步。

因此，需完善输送工艺、设备材料选型、焊接技术、安全保障技术、完整性管理技术，全面指导我国未来氢气管道大规模建设。

陈祥表示，此次启动的“中低压纯氢与掺氢燃气管道输送及其应用关键技术研发”项目主要针对城镇地区用氢需求，解决中低压纯氢与掺氢燃气管道输送及其应用关键问题，并完善标准体系，提供理论、技术及装备支撑。

该项目主要有六大研究内容，分别为——

管材中渗氢扩散机理，管材对纯氢/掺氢输送相容性研究，纯氢/掺氢输送架空和埋地管道连接工艺；

管道中掺氢传质输送机理，多级减压和调压技术，纯氢/掺氢燃气管输工艺，掺氢设备研发；

纯氢/掺氢燃气管道和关键设备的安全事故特征和演化规律研究，完整性管及紧急抢修技术；

氢气分离工艺与设备研发及末端增压技术；

纯氢管道输送试验管线；

纯氢/掺氢家用燃烧器、换热器内传热传质机理及结构优化研究、形成家用燃气灶、加用热水器及末端增压装置等试验平台。

同时，项目实施时间预计为三年，分三步走——

第一年：对长距离管道输氢输运特性、天然气管道材质内部氢含量测试与分析、材料内部氢渗透机理进行研究，完成管道输氢安全技术方案研究报告和材质内部氢扩散机理研究报告。

第二年：主要工作为长距离管道输氢传质运行过程优化与控制、氢气分离工艺与设备研发、纯氢管道输送实验平台研制，完成长距离输氢管道沿程调压运行布置方案以及运行参数优化研究报告、纯氢管道输送实验平台研制报告。

第三年：开展管道输氢安全技术研究及专用掺氢设备研发、末端增压技术研究，完成天然气掺混输氢系统中大型混合气储罐和缓冲罐均质分布及供气结构优化研究报告、项目总结报告。

据清华大学副教授张华伟介绍，课题1——“管道输氢传质输运机理、材料、工艺技术研究”主要研究目标是针对城镇地区用氢需求，开展中低压纯氢与掺氢(5%~20%)燃气管道输运机理、材料、工艺技术研究，解决输氢管道安全性、掺混氢比例等关键技术难题，回答能否掺、掺多少等基本科学问题。

该课题的主要研究内容有三个：开展燃气管道掺混氢输运工艺特性研究、开展纯氢/掺氢管道输送的管材相容性研究、开展纯氢/掺氢输送架空和埋地管道连接工艺研究。

据清华大学博导马凡华介绍，课题2“——管道输氢安全技术研究及专用掺氢设备研发”的主要研究目标是获得纯氢/掺氢燃气管道和关键设备的安全事故特征和演化规律，研制出管道输氢安全检测系统，并研发流量随动精准掺氢设备样机。

该课题的主要研究内容为：管道天然气掺氢控制技术研究、管道及关键设备安全事故特征及演化规律研究、天然气掺氢实时安全防护与监测技术、流量随动精准掺氢设备研发。

据西南化工研究设计院有限公司教授级工程师管英富介绍，课题3——“氢气分离工艺与设备研发及末端增压技术研究”的研究目标是针对城镇地区用氢需求，开展中低压掺氢(5%~20%)天然气氢气分离工艺与设备研发及末端增压技术，实现分离纯度99.999%，末端增压装置增压至0.2MPa。

该课题的主要研究内容为——

低含量(5%~20%)氢气两相流渗透富集技术研究，富氢气(≥50%) PSA再 提纯技术研究；

吸附材料与氢气分离工艺开发:提高分离效率、系统的集成优化研究；

99.999%氢气末端增压技术及设备研究；

获得氢气分离提纯与末端增压成套工艺技术，为工业示范推广奠定基础。

据西安交通大学能源与动力学院汽车系主任王金华介绍，课题4——“家用燃氢热水器、灶具研发”的研究目标是针对纯氢/掺氢家用燃烧器、换热器内传热传质机理及结构优化研究，从而形成家用燃气灶、家用热水器及末端增压装置等科技试验平台，从而解决掺氢与纯氢燃气在燃气具应用中的关键技术难题。

该课题的主要研究内容为——

针对城镇地区用氢需求，开展纯氢/掺氢燃气基础燃烧特性的研究；

利用实验结合理论分析研究基础层流射流连续燃烧火焰；

开展纯氢/掺氢家用热水器、灶具内燃烧不稳定性研究；

基于实验测试结合数值仿真研究手段，开展纯氢灶具样机开发。

据中国石油天然气管道工程有限公司高级工程师赵立前介绍，课题5——“纯氢管道输送试验平台研制”的研究目标是建成纯氢管道科技实验平台，并开发出管道完整性评价软件。

该课题的主要研究内容为：试验平台功能研究、试验平台设计施工研究、试验平台投产及运行研究、纯氢管道完整性评估软件研发。

同时，纯氢管道科技实验平台可有效解决纯氢管道材料、设备试验验证的问题，具有模块化、多功能、复合型、开放性等特点，并同时预留掺氢功能。

专家组一致认为——项目组提供的论证资料完整、规范，符合论证要求。

按照指南要求，围绕中低压纯氢与掺氢燃气管道输送及其应用关键技术，重点开展管道材料及焊接、输氢安全技术及专特气网用掺氢设备、氢气分离工艺与设备研发及末端增压技术、家用燃氢热水器与灶具、纯氢管道输送试验平台这五个方面开展关键技术研发，制定的技术路线和实施方案科学合理。

项目团队拥有项目所需的技术储备、专家人才和研发条件和测试设备，团队具备构建从基础实验研究-试验测试平台示范工程应用的全链条研发创新能力，制定的项目管理及协调机制可行。

项日实施后将为我国中低压纯氢与掺氢燃气管道设计、建设、运维提供技术支撑，目标明确合理，经费安排基本合理。

文章来源：气体分离