德尔格氢能白皮书-应对氢气的7大安全挑战

氢气被称为“能源解决方案的多功能工具”，是一种多功能、清洁的载体，旨在实现净零碳。氢气的使用在各个层面上都在增长。在未来十年内，氢动力运输、混合氢供热、工业热能和原料，以及氢发电预计将对大众市场产生重大影响。在新兴氢经济中，氢气的主要安全挑战是什么？

1 氢的特点

氢能以氢气作为能源载体，是一种储量大、来源广、效率高、清洁低碳、可再生的二次能源。氢气（H2）是氢元素形成的一种单质，常温常压下是一种无色无味、易燃烧且难溶于水的气体。氢气的密度为是空气的1/14，是世界上已知的现有密度最小的气体。

除核燃料外，氢的热值高：约为1.4×105kJ/kg，是汽油的3倍；

氢燃烧性能好，点燃快，可燃范围广，且燃点高，燃烧速度快；

氢气本身无毒，与其他燃料相比氢燃烧时清洁，燃烧产物只有水和少量氨气，且氨气经过处理也不会对环境造成污染，同时燃烧生成的水还可以制氢，反复循环；

氢的使用方式多样，不仅可以直接燃烧产生热能，在热力发动机中产生机械功，还可用于燃料电池，或者转换为固态氢用作结构材料；

氢能的存储状态可以是气态、液态或固态，能够适用于不同要求下的储存和运输以及使用。

H2-氢气

氢气的用途广泛且储量丰富，在减少碳排放的倡议中可以发挥重要作用，然而担忧是，新兴氢经济运行中的安全挑战可能被低估。氢气的生产、储存和运输具有特殊的安全风险，处置这些风险需要工艺流程各阶段的专业知识，需要逐步建立必要的氢气安全经验。

以下是德尔格在与客户合作的项目中探讨的一些风险因素：

与现行的炸药不同，纯氢不能爆炸。风险来自于空气，氢气和氧气混合遇明火即可引起爆炸，并且氢气在空气中的体积浓度介于4%和77%之间，是爆炸下限和上限（LEL和UEL）。但如果让氢气逸出，即使衣服上的静电火花也足以引发爆炸。

氢气燃烧时发出的火焰非常苍白，在白天是看不见的。因为它发出的高热红外辐射很少，所以它不能被感知为高热。然而，氢火焰确实会发出大量的紫外线辐射，因此需要使用特殊的紫外线探测器来预警氢火焰的存在。

由于氢气的分子量小和粘度低，氢气比密度更大的气体更容易从管道和其他结构中泄漏。事实上，当氢气在足够高的压力下从管道中泄漏时，它甚至会自燃。除了管道要满足标准外，还须定期检查和探测接头处和管道沿线的泄漏点。固定式泄漏探测器增加了这一层安全性。

氢很容易渗透材料，在某些情况下会使材料变脆。因此，储罐通常使用不锈钢和复合材料。

一氧化碳（CO）传感器对氢气具有交叉敏感性。如果在可能的氢气暴露处附近使用CO传感器，应针对氢调整CO传感器，以便将交叉灵敏度和误报降至较低影响。

与氨和甲烷一样，氢气的密度低于空气，泄漏时会在室内天花板下方形成气穴，地面上的工人察觉不到这一情况。当氢和甲烷混合时，氢可以在甲烷上方形成气穴，因此，氢气探测器通常位于顶部，而甲烷探测器则位于该高度以下。

氢气没有气味也没有颜色，所以人察觉不出。同样是无色无味的甲烷（天然气的主要成分），通过添加臭味剂来使其在泄漏时更容易察觉，目前正在进行研究，以确定氢气是否也能这种方法解决问题。因此，气体探测器和泄漏探测器至关重要。

德尔格气体检测仪对氢气检测分为侧漏，测爆，侧漏测爆一体，以及便携式，固定式联合使用，更多解决方案，尽情期待。