氨能源进入新能源“战场”,气体检测必须加强

氨是一种“具有强烈刺激气味的有毒物质”,另一方面,氨从很久之前就被用作农田的肥料等,是一种实用能源,另外,近年来,不断推进实验研究,以实现以氨为燃料的发电。

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“双碳”目标提出后,氢能因其清洁、高效、低碳、灵活等特点逐渐被大家所熟知,并认为是应对气候变化、替代化石能源、建设零碳社会的重要战略选择。在钢铁冶炼、石油化工等难以减排领域中,氢能将成为重要选项,“电气化+电氢化”成为能源利用的主要方式,氢能发电也有望成为电力系统中提供跨季节、长周期电力电量调节的重要技术手段。
但由于氢自身的元素特性,目前纯氢储存和输运技术仍存在严重瓶颈,氢能的大规模、高质量发展面临诸多挑战。相比之下,氨具有易于储运、零碳排放、热效率高等优点,在碳中和背景下可能成为氢能利用的一种重要载体,在工业、 电力、交通等领域都有一定发展空间。👇👇👇
● 在2021中国汽车工程学会年会上,中国汽车工程学会理事长、中国工程院院士、清华大学教授李骏发表了题为《Autonomy 2.0与Ammonia=Hydrogen2.0》的主旨报告。他认为,全球已进入“氨=氢2.0”时代,氢能产业要准备向氨方向发展。
● 2021年12月10日,国内首家“氨-氢”绿色能源产业创新平台在闽启建。
● 2022年1月13日-14日,举办“第二届2022年氨产业和氨燃料动力系统上海国际论坛”,中外行业大佬云集。
● 2022年3月15日,国家自然科学基金委员会交叉科学部拟设立“重型车辆氨氢融合零碳动力系统基础研究”专项项目,旨在解决车用氨燃料点火难、燃烧慢及动态控制复杂等问题。
● 2022年,国内首创的8.3兆瓦纯氨燃烧器,在30万千瓦煤电机组上一次性点火成功并稳定运行,标志着氨能综合利用发电示范项目取得了关键进展。
氨能,离我们越来越近了,下面我们就从“氨气"的一些基本物性、应用、生产来源方式等层面来给大家简单科普“氨"到底是一个什么东西,以及氨在未来的能源系统中如何扮演能源的角色。

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氨是否具有作为一种绿色能源的潜质?
答案是肯定的
氨气的基本物性介绍:
氨气,分子式为NH3,常温下是一种无色气体,易挥发,可燃,其极具辨识度的强烈刺激性气味,哪怕不知其名的人也多少少会有所体验——说到这里恐怕许多人的鼻腔中已经泛起一股难以言喻的“幻臭”。
01
氨气极易液化 ,在常压下冷却至-33.34℃或在常温下加压至700KPa至800KPa,气态氨就液化成无色液体,同时放出大量的热。 液态氨汽化时要吸收大量的热,使周围物质的温度急剧下降,所以氨常作为制冷剂 。
02
燃烧热值:燃烧热,25℃(77oF)气态时 18603.1kJ/kg;空气中爆炸低限含量:16.1%;空气中爆炸高限含量:25%。
03
在纯氧气中的燃烧反应:4NH3+302→2N2+6H20
氨气的常规应用:
氨气是关系国计民生的基础化工原料,除了本身可以作为化肥外,还可以加工成各种氮肥和含氮复合肥。在工业中,氨气也是重要的无机化学和有机化学工业基础原料,广泛用于制药、炼油、纯碱、合成纤维、合成塑料、含氮无机盐等工业部门,在各个领域都有它的价值体现:👇👇👇
1.氨气可用于制造氨水、氨肥、复合肥料、硝酸、纯碱等;
2.氨气被广泛应用于化工、轻工、化肥、合成纤维制药等领域;
3.氨气可用作洗涤剂、中和剂、生物碱浸出剂:
4.氨气还被作为生物燃料来提供能源;
5.氨气被用作有机工业用作胺化剂,生产热固性酚醛树脂的催化剂;
6.氨气被无机工业用于制选各种铁盐;
7.液氨也通常被用作制冷剂来使用;
8.毛纺、丝绸、印染等工业用于洗涤羊毛、呢绒,溶解和调整酸碱度,并作为助染剂;
9.用作含氨无机盐及有机物中间体、磺胺药、聚氨酯、聚酰胺纤维和丁腈橡胶等物体的直接原料;
氨如何作为燃料?为什么说氨燃料会成为未来一个趋势?
相较于最广受关注的氢气,氨气作为燃料不但有点小众,甚至反常识。
由于氢气使用时危险性高,运输难度大。其爆炸浓度极限范围较宽(室温下空气中H2体积分数为4%~75%),储存运输难度较大(常用的压缩气体储氢方式所需压力为20~70MPa)。因此,寻求清洁的载氢代氢媒介,成为了发展无碳能源的方向之一。
氨(NH3)含氢量高,是一种良好的氢载体,常温下只需要0.7~0.8MPa即可将其液化,方便储存和运输。
同时,氨工业也可以实现低碳无碳,★利用可再生能源制氨的研究表明,清洁氨的生产是可行的;★且NH3完全燃烧后,产物为N2和H2O;★体积能量密度高于氢能,与汽油、柴油相当;★辛烷值较高,抗爆性能好,应用于高压缩比发动机时,能够增大压缩比,从而将发动机的热效率提高至60%以上;★密度比空气小,如果运输过程中发生泄漏,会迅速消散,且极易溶于水;
因此,氨是一种具有潜力的载氢代氢清洁燃料。

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