纯氢及掺氢天然气管输系统消氢防爆技术研究进展及展望

邓欣珂1，李敬法1，黄慧杰2，宇波1，王财林3，李玉星3（1. 长江大学石油工程学院；2. 中国石油大学（北京）机械与储运工程学院；3. 中国石油大学（华东）储运与建筑工程学院）

摘要：【目的】在全球能源转型及“双碳”目标下，氢能作为清洁能源载体应用前景广阔，但纯氢及掺氢天然气管输系统的氢气泄漏存在高燃爆风险，亟需对消氢防爆抑爆技术进行全面探究以保障输送安全。【方法】通过文献调研及综述分析的方法，系统归纳了消氢技术、被动与主动防护技术、抑爆技术的科学原理，评估了各类技术的消氢抑爆效能、适用场景及局限性，重点剖析了多介质协同消氢抑爆的创新模式，并梳理了国内外最新研究成果与工程案例。【结果】在消氢技术方面，开放空间中通风方式的效果受限，惰化法虽抑爆效果好但规模化成本与安全风险并存，催化消氢效率高却面临催化剂抗毒化能力不足的挑战，而多级协同消氢体系（如通风+惰化+催化）可显著提升安全性与消氢效率。在阻爆及泄压技术方面，主动式阻爆响应快但设备可靠性要求高，被动式阻爆需针对氢气特性优化结构，泄压技术受泄放口尺寸、气体浓度影响显著，需防范二次燃爆。单一抑爆技术均存在局限性，惰性气体抑爆需高浓度支撑、液相抑爆存在设备腐蚀风险、粉体抑爆在纯氢环境中效果有限、多孔材料抑爆面临材料选型及适应性等挑战，而协同抑爆技术通过多种抑爆剂的协同作用，可显著提升抑爆效果。【结论】当前消氢防爆抑爆技术仍面临成本高、材料适应性不足及复杂工况稳定性差等挑战，未来需发展“高效消氢+多介质抑爆”的协同模式，研发低成本耐毒化催化剂、智能调控系统及吸氢靶向材料，优化抑爆介质配方，建立场景化安全标准，为氢能管输系统的安全运行提供技术参考。

关键词： 氢气；管输系统；掺氢；消氢；阻爆；泄压；抑爆