由TJ Frawley，项目经理，易燃性测试和咨询服务，Fauske＆Associates LLC，Patrick Wojcik，Manager，易燃性测试和咨询服务，Fauske＆Associates，LLC和Jim Burelbach，博士，Fauske&Associates，LLC首席商务官
几十年来，将氢作为一种可持续且经济高效的燃料来源的想法一直遥不可及。但最近，美国工业天然气公司Air Products&Chemicals透露，该公司已开始建立一个沙特阿拉伯的“绿色”氢工厂向未来派城市提供权力，只有复古卡通家庭“杰克斯”将被认识到家庭。
但是什么是绿色氢?为什么这个概念越来越受欢迎?
绿色氢是通过电流通过含氢化合物产生的，通常是水。当暴露在电流下时，水分子的连接键就会断裂，产生两个氢分子(H2）和一个氧气（o2）对于每两个水分子（h2O） 是的。这个过程被称为电解。使这一过程“绿色化”的原因是，所需的电力可以由可再生能源或其他零碳资源（如风能、太阳能或核能）产生，而氢燃烧不会产生任何碳分解产物（如CO）2. 此外，氢是一种可以储存起来供将来使用的能源。
预计使用绿色氢气对环境的影响是非常积极的，通过扩大上述电解工艺，绿色氢气可以负担得起。核能研究所（NEI）已经确认核能具有潜在的发展潜力最便宜的无碳氢燃料来源如果大规模使用。
然而，随着过程规模的增加，安全风险也随之增加。氢极易燃，在某些条件下可能爆炸。FAI是消除或减轻工艺放大和储能风险的专家，特别是在氢气存在的情况下。FAI在化学和核工业领域拥有数十年的相关工程分析和测试经验。
以下是定义空气中易燃浓度的图，包括在FAI实验室中拍摄的数据。确定了从空气中产生最大过压的浓度。
图1氢气在空气中的可燃性图，在FAI实验室中获得的数据
使用ASTM E918进行可燃极限（LFL和UFL）试验，测定化学品在高温和高压下可燃性极限的标准实施规程。使用ASTM E2079进行测定以确定易燃氧浓度（LOC）繁殖点火的测试，限制气体和蒸气中氧（氧化剂）浓度的标准试验方法. 所有试验均在环境条件下的空气中进行。
从安全角度来看，防止氢气着火是最佳选择。理想的选择是在易燃区域外操作。可燃区域由可燃下限、可燃上限和沿空气管道的最低氧气浓度定义。这些测试的数据点被用来扩大可燃区域，以涵盖富氧环境，这可能发生在生产绿色氢气时。易燃区域在上图中的内部红色三角形内描绘。
如图1所示，氢的易燃区域占据了图中的大部分，在该区域之外几乎没有实际操作的空间。在易燃区域外操作通常是不可行或不经济的。在加工、储存或运输过程中的某个时刻，氢气浓度很可能进入易燃区域。此外，系统中的泄漏或故障可能会无意中将氢气浓度推入易燃区域。
如果无法通过对过程设计的变化来消除这些风险，那么应通过适当的救济系统和通风尺寸来减轻这些风险。为了缓解，必须首先确定最大压力（p马克斯），释放指数（kg）和最坏情况燃烧事件的燃烧速度。下面的插图显示了p的fai结果马克斯作为氢浓度的函数。
图2最大压力与氢浓度的函数关系
爆炸强度测试和计算采用EN 15697，气体和蒸气的最大爆炸压力和最大压力上升速率的测定。爆炸以每秒10,000个数据点的采样率测量。
计划在沙特阿拉伯建造的绿色氢气厂估计由可再生风和太阳能资源产生的4千兆瓦。虽然可再生能源具有电力绿色氢气生产设施的能力，但是已知它们具有减少的输出期，例如阳光不闪耀，风不会吹。具有应对可变容量产生资源的强大基础设施，在全球范围内出现了电池中工业规模储能的重要进展。In the US, those battery energy storage systems (BESS) must be subject to a series of thermal and flammability tests outlined in an Underwriters Laboratories’ standard called UL9540A Edition 4. FAI has the capability to perform a wide range of the tests listed in that standard. FAI offers a wide range of testing services, from custom “bespoke” testing to standardized flammability tests which are ISO 17025 accredited. Similar flammability diagrams can of course be readily developed to address mixtures of hydrogen and methane which may be of interest to those tasked with hydrogen transport through existing natural gas pipelines (for which FAI also has experience in probabilistic risk assessment).
随着我们的地球转向更清洁和更有效的能源生产方法，以满足日益增长的需求，能源生产商转向福斯克和联合有限责任公司，以确保那些致力于改变世界的人的安全。请联系我们寻求帮助，使世界变得更安全。
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