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                        主辦單位:煤炭科學研究總院有限公司、中國煤炭學會學術期刊工作委員會

                        高壓氫氣泄漏相關安全問題研究與進展

                        2022-03-24 免費下載

                        作者:沈曉波,章雪凝,劉海峰

                        作者單位:華東理工大學資源與環境工程學院,國家環境保護化工過程環境風險評價與控制重點實驗室;華東理工大學國家能源煤氣化技術研發中心;華東理工大學上海煤氣化工程技術研究中心


                        氫能作為新能源領域的"明日之星",已經逐步在全球范圍內發展與推廣。然而,安全性依然是氫能全生命周期的關鍵瓶頸問題,高壓又是其中最為突出的風險要素,容易引發氫氣泄漏、擴散,甚至燃燒、爆炸等重大安全事故。


                          安全性是氫能產業全生命周期的關鍵瓶頸問題之一,而高壓又是其核心風險要素,涉及制氫、儲氫、運輸和使用等各個環節。近年來,氫氣事故頻發,更是引起了世界各國對氫能安全的關注與重視。本文介紹了國內外學者對各類高壓氫氣泄漏事故所開展的前沿工作,總結了當前研究存在的不足。未來可從以下幾個方向進一步拓展和完善高壓氫氣泄漏相關安全問題研究。

                          

                         ?。?)針對反應器、儲罐、管道等大型工業設備,開展中、大尺度實驗,完善氫氣燃爆數據庫,為仿真模型開發和驗證提供可靠依據。

                          

                         ?。?)從網格、湍流模型和反應動力學模型等方面,優化數值模擬方法,提高其針對大中型氫氣事故模擬的效率。還可結合大數據技術、機器學習和智能算法,建立事故源-受體的雙向快速預測-溯源模型,從而部分替代CFD技術,為氫氣事故模擬和事故調查提供全新的思路和方法,這也將是未來的發展大勢。

                          

                         ?。?)建立通用的高壓氫氣泄漏理論體系,使其適用于各環節不同場景的高壓氫氣泄漏預測。

                          

                         ?。?)加強高壓氫氣泄漏自燃的多機理耦合研究,全面揭示高壓氫氣泄漏自燃的本質動力學機理。此外,目前對高壓氫氣泄漏自燃防控技術的研究較弱,應開發有效的自燃抑制方法,如清潔抑制劑和高效施放手段等。

                          

                         ?。?)開展高壓氫氣泄漏自燃向噴射火焰轉捩的機理研究,拓展氫氣自燃和噴射火理論體系,改進現有高壓氫氣噴射火尺寸和熱輻射通量預測模型,引入環境因素、障礙物和不同點火機制,進一步提升其適用性。


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                          責任編輯:宮在芹
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