[发明专利]一种低碳气体燃料及其制备方法

说明书

本发明涉及气体燃料技术领域，特指一种低碳气体燃料及其制造方法。

目前常用的气体燃料大体分成四类：

第一类是天然气，也称煤层气。我国正在大力推广，但我国资源少且分布不均。目前已建成的西气东输等管道将天然气的输往东部各省。

第二类是电石气，即乙炔气，是由碳化钙加水反应生成，而碳化钙(也称电石)的制造必须耗费大量的电能，生产成本较高，污染大。

第三类是煤气，是通过煤炭在高温时加水制成，由于要耗用大量的煤炭且放出二氧化碳等污染物，成本较高且污染严重。

第四类是氢气。氢气是新型能源载体。氢气可以用煤、天然气、石油等气化、重整制得，也可用电解水制得。氢气已经用于航天航空的火箭发射，现在研究将其用于氢能汽车。由于氢气的特殊性质，尚未见其用于工业燃料的报道。

本发明低碳气体燃料的目的在于提供一种新的低碳气体燃料及其制造方法。

理论上氢气和天然气可以以任意比例混合。实际上，为了应用方便，本发明的混合燃料中氢气的体积分数为1％-50％，其余为天然气。由于氢气的最小点火能量仅为0.02微焦，是天然气的十四分之一。其扩散系数为0.63cm²/s，为天然气的三倍，氢的火焰传播速度为3.1m/s，大约是天然气的十倍(见毛宗强著《氢能-21世纪的绿色能源》，中国化学工业出版社，2005年版，第280页)。因此，氢气-天然气混合燃料具有新的燃料特性，适合工业锅炉、窑炉、民用燃具等使用。

本发明低碳气体燃料的主要优点是利用现阶段的工业基础推进氢气在能源方面的应用(先前，氢气主要用于化工原料)，使全国乃至全球由现有的化石能源转向低碳、无碳的能源，提供切实可行的方案。

本发明低碳气体燃料的实施：

图1为本发明的工艺流程示意图。参阅图1。本发明低碳气体燃料的实施是由以下步骤完成：

1.本混合气的天然气储灌1中的天然气来源于化工副产品，或煤层气、天然气、焦炉煤气等，但天然气浓度应符合国家天然气燃气标准。

2.天然气换热增压单元2，用于根据混合器的工艺要求调节天然气的温度和压力。

3.氢气阻火器3，防止氢气回火，起安全保障作用。

4.本混合气的氢气储灌4中的氢气的氢气来源于各种途径：化工副产氢气(焦炉煤气、高炉煤气、氯碱副产气等)，化石燃料制氢、矿物制氢、电解水制氢、生物质制氢，氢气浓度应大于99％。

5.氢气换热增压单元5，用于根据混合器的工艺要求调节氢气的温度和压力。

6.混合气贮罐6，要求计量准确，保证混合气浓度符合下游用户的需要。当混合气中的氢气的体积分数等于或小于1％时，允许其氢气来源自特殊电解水装备的氢氧混合气，此时允许氧气体积分数小于1/2氢气体积分数。

7.维修氢气或天然气系统时，可利用旁路阀9或10。

说明书附图注释：

1.天然气贮罐

2.天然气换热、增压单元

3.氢气阻火器

4.氢气贮罐

5.氢气换热、增压单元

6.混合器

7.控制仪表

8.混合气贮罐

9.旁路阀

10.旁路阀