logo plyn

Směs vodíku se zemním plynem jako palivo pro vysokoteplotní procesy

11. 12. 2023 Ing. Lukáš Lasota

SOUHRN:

Vodík je v současné době vnímán jako nástroj k dekarbonizaci jinak obtížně dekarbonizovatelných vysokoteplotních procesů. Spalování vodíku z hlediska tepelné techniky s sebou přináší nové výzvy z hlediska výzkumu, vývoje a aplikace. Současný stav techniky a znalostí v dotčených oblastech hovoří o možnosti vtláčet vodík do plynárenských soustav a využívat ho ve směsi se zemním plynem k jeho dekarbonizaci. U vysokoteplotních procesů je nutné posoudit vliv vodíku v zemním plynu na spalovací proces z fyzikálních a ekonomických hledisek. Je nutné brát v potaz zcela odlišné spalovací vlastnosti nové směsi plynných paliv a vhodně navrhovat flexibilní spalovací systémy. Vzhledem k přibližně třetinové výhřevnosti vodíku oproti zemnímu plynu je nutné tepelný příkon kompenzovat vyšším množstvím paliva. Kyslíko-palivový režim spalování je pro vodík z hlediska účinnosti rovněž velmi atraktivní, jelikož vede ke značnému snížení jmenovité spotřeby paliva.

KLÍČOVÁ SLOVA:

vodík, zemní plyn, kyslík, vysokoteplotní procesy, kyslíko-palivové spalování, dekarbonizace



SUMMARY:

Hydrogen is currently regarded as a tool for decarbonising what otherwise can be the high-temperature processes that can be decarbonised only with difficulties. In terms of thermal technology, hydrogen combustion has brought new challenges in research, development and application. The state-of-the-art in technology and the latest knowledge in these areas suggest the option of injecting hydrogen into gas systems and using hydrogen blended with natural gas to decarbonise the latter. In respect of high-temperature processes, the impact of hydrogen contained in natural gas on the combustion process must be examined in physical and economic terms. The completely different combustion characteristics of the new blend of gaseous fuels must be taken into account and flexible combustion systems must be designed accordingly. Hydrogen’s NCV is approximately one-third that of natural gas and the thermal input must therefore be compensated for by a larger quantity of the fuel. Oxy-fuel combustion is also very attractive for hydrogen in terms of efficiency since it helps to reduce the nominal fuel consumption considerably.

KEY WORDS:

hydrogen, natural gas, oxygen, high-temperature processes, oxy-fuel combustion, decarbonisation