中国工业格局演进中的防爆设计
中国工业格局演进中的防爆设计
中国的工业格局正以前所未有的速度变化。大型化工园区、能源转型项目、海上设施、先进制造区以及数字化工艺厂同时扩展。技术不断进步，生产规模持续扩大，但有一点不变：爆炸风险依然存在，并且变得更加复杂。 防爆工作已不再是单纯的合规要求，它已经成为系统层面的工程挑战，涉及设计理念、材料选择、自动化架构、人机交互以及设备长期可靠性。
以下关于氢气的6个常见问题的答案，您知道吗？
1. 氢气是什么？
氢气是地球上最丰富的元素。它是一种无色、无味的气体，通常是与其他物质结合，例如与氧气（O2）结合成水（H2O）。
氢分子非常小，密度非常低。与空气的密度相比，氢气要轻14倍。
氢气无毒且无放射性，作为易燃物质只有与氧气和点火源接触时才会发生爆炸。它燃烧时火焰极热，能量也很高，这可能会引起周围区域的问题，例如熔化或其他爆炸。
目前有许多不同的生产氢气的方法，其中最常见的是天然气蒸汽重整，它将甲烷和水制成氢气（H2）。无论使用哪种生产方法，都必须借助化学、热能、电力或太阳能来从含氢材料中分离氢气。使用电解法生产氢气是一种环保的方法，因为它不会产生二氧化碳（绿色氢气）。目前，通过电解法生成的氢气比例很低，约为5%，但预计在未来几年中会显著增加。
2. 氢气是如何生产的？
氢气可以通过几种不同的方式生产，其中主要的方法是将水分子电解（2 H2O → 2 H2 + O2）和对天然气进行蒸汽重整（CH4 + H2O → 3 H2 + CO）。
3. 什么是绿色氢气？
电解法的原理是将水分解成其化合物——氢气和氧气。电解需要电能，而在大多数应用中，这种能量是由可再生能源（如风能和太阳能）产生的。这样被称为绿色氢气。目前，这是唯一一种可持续且不留任何碳足迹的生产氢气的方法。
氢气是一种能源和储存介质，因此能量可以储存起来以满足将来的需求。氢气的生产被划分为不同的颜色，例如灰色氢气是使用天然气、原油或煤炭的能量生产的。绿色意味着生产过程中只使用可再生能源。
4. 氢气总是绿色的吗？还可能是蓝色的吗？
绿色氢气是指使用可再生能源获得所需能量。由于现实中并不是所有的氢气都是如此生产的，因此氢气并不总是绿色的，还有其他颜色，比如：
灰色氢气是通过热解化石燃料和天然气获得的，即通过蒸汽重整将天然气转化为氢气和二氧化碳。这些二氧化碳未经利用就被排放到大气中。
蓝色氢气与灰色氢气类似，但使用创新技术减少二氧化碳的产生，并使用碳捕获利用和储存（CCUS）将其捕获。由于这些二氧化碳不会释放到大气中，因此可以视为CO2-中性。
青色氢气是通过甲烷热解（甲烷裂解）产生的。与二氧化碳不同，它可以捕获固体碳。
5. 为什么需要对氢气进行防爆保护？
氢气点燃所需的能量非常低，只要易燃物质与氧气和点火源接触，就会发生点燃。H2燃烧非常快，并产生极大的爆炸能量。无论氢气被处理到哪个环节，从储存到运输再到使用，都会产生危险区域。
对于任何可能的应用，都需要进行防爆保护，以防止H2成为危险物质。规划中的氢能产业的重要扩张和整合将创建新的安全相关维度，需要在整个价值链上加以考虑。
6. 哪些行业受到影响？
这并不取决于特定的行业，只要氢气是流程的一部分，每个行业都会受到影响。这意味着防爆保护必不可少：
使用水电解或甲烷重整等工艺的生产商和工厂。
运输和/或储存氢气的公司，例如在储罐或管道中运输。
终端用户也需要考虑实施安全措施。这不仅包括那些将来要使用氢气来替代煤炭的行业，也会影响到消费者，例如低排放的氢能源车辆要求加油站升级成加气站。
