Sinopec şirkətinin paylanmış zəngin metan qazı hidrogen istehsalı zavodunun 300Nm3/saat gücündə istehsal və təhvil-təslim mərasimini uğurla başa vurduq. Burada təbii qazdan hidrogen istehsalı prosesi ilə qısa tanışlıq etmək istərdim.
Enerji istehlakının intensivləşməsi ilə yeni enerji tapmaq vacib bir vəzifəyə çevrilib. Ən potensial enerji növü kimi hidrogen geniş mənbələrə, demək olar ki, çirklənməyə, yüksək çevrilmə səmərəliliyinə və geniş tətbiq perspektivlərinə malikdir. Təbii qazdan hidrogen istehsalı Çinin enerji böhranını müəyyən dərəcədə yüngülləşdirə və Çinin enerji istifadə strukturunun transformasiyasını daha da təşviq edə bilər.
Bu məqalədə təbii qazdan hidrogen istehsalı prinsipi, təbii qazdan hidrogen istehsalı prosesi və texnologiyası, təbii qazdan hidrogen istehsalı texnologiyasının təsnifatı və təbii qazdan hidrogen istehsalının maya dəyərinin uçotu müzakirə olunacaq.
1 Prinsip və proses təbii qazdan hidrogen istehsalı
1.1Təbii qazdan hidrogen istehsalı prinsipi
Təbii qaz hidrogen istehsalı prosesinin prinsipi əvvəlcə təbii qazı əvvəlcədən təmizləmək, sonra metan və buxarı islahatçıda karbonmonoksitə və hidrogenə çevirmək, tullantı istiliyinin bərpasından sonra növbə qülləsində karbonmonoksiti karbon qazına və hidrogenə çevirməkdir. Bu proses texnologiyasının əsası təbii qaz buxarının çevrilməsi texnologiyası əsasında həyata keçirilir. Növbə qülləsində reaksiya temperaturu katalizatorun iştirakı ilə idarə olunur və çevrilmə qazındakı karbonmonoksit su ilə reaksiyaya girərək hidrogen və karbon dioksid əmələ gətirir.
Müvafiq təzyiq və temperatur altında təbii qazdakı alkanlar çevrilmə qazı yaratmaq üçün bir sıra kimyəvi reaksiyalara məruz qalacaqlar. Çevrilmə qazı avtomatik idarəetmə altında müxtəlif adsorbentlərlə təchiz olunmuş PAS cihazından keçdikdən sonra karbonmonoksit, karbon qazı və digər çirklər adsorbsiya qülləsi tərəfindən adsorbsiya olunacaq və hidrogen çirklərin adsorbentini adsorbsiya etmək üçün qaz istehlak edən qurğuya göndəriləcək. Desorbsiyadan sonra analitik qaz növbə sobasına yanacaq kimi göndərilə bilər və adsorbent də bərpa edilə bilər.
Əsas reaksiya formulu aşağıdakı kimidir:
Təbii qaz və su 800-900°C temperaturda və nikel oksid katalizatoru ilə reaksiyaya girərək karbonmonoksit və hidrogen əmələ gətirir.
Reaksiya düsturu belədir: CH4 + H2O → CO + H2-Q
Karbonmonoksit və su 300-400°C-də dəmir oksidi katalizatoru ilə reaksiyaya girərək karbon qazı və hidrogen əmələ gətirir.
Reaksiya düsturu belədir: CO + H2O → CO2 + H2 + Q
Bundan əlavə, hazırlıq prosesində müvafiq texniki indeks tələbləri aşağıdakılardır:
Təzyiq ümumiyyətlə 1,5 ~ 2,5 MPa-dır və təbii qazın vahid istehlakı 0,4 ~ 0,5 m3 / m3 hidrogendir; İşləmə müddəti: > 8000 saat; Sənaye miqyası: 1000 m3 / saat ~ 100000 m3 / saat.
1.2 Təbii qaz hidrogen istehsalı prosesi
Təbii qazın hidrogen istehsalı prosesi əsasən dörd prosesi əhatə edir: yem qazının əvvəlcədən təmizlənməsi, təbii qazın buxar çevrilməsi, karbonmonoksit çevrilməsi və hidrogenin təmizlənməsi.
İlk addım xammalın ilkin emalı mərhələsidir. Burada ilkin emal əsasən xam qazın kükürdsüzləşdirilməsinə aiddir. Faktiki proses əməliyyatında təbii qaz kobalt molibden hidrogenləşmə seriyası sink oksidi ümumiyyətlə təbii qazdakı üzvi kükürdü qeyri-üzvi kükürdə çevirmək və sonra onu çıxarmaq üçün kükürdsüzləşdirici kimi istifadə olunur. Burada emal olunan xam təbii qazın axını böyükdür, buna görə də təbii qaz kompressorunu seçərkən yüksək təzyiqli təbii qaz mənbəyindən istifadə etmək və ya böyük bir marja nəzərə almaq olar.
İkinci addım təbii qazın buxar çevrilməsidir. Nikel katalizatoru təbii qazdakı alkanları əsas komponentləri karbonmonoksit və hidrogen olan qida qazına çevirmək üçün reformatorda istifadə olunur.
Daha sonra, karbonmonoksit katalizatorun iştirakı ilə su buxarı ilə reaksiyaya girərək hidrogen və karbon dioksid əmələ gətirir və əsas komponentləri hidrogen və karbon dioksid olan çevrilmə qazı əldə edilir. Müxtəlif çevrilmə temperaturuna görə, karbonmonoksitin çevrilmə prosesi iki növə bölünə bilər: orta temperatur çevrilməsi və yüksək temperatur çevrilməsi. Yüksək temperatur çevrilmə temperaturu təxminən 360 ℃, orta temperatur çevrilmə prosesi isə təxminən 320 ℃-dir. Texniki əks tədbirlərin inkişafı ilə son illərdə karbonmonoksitin yüksək temperatur çevrilməsi və aşağı temperatur çevrilməsinin iki mərhələli proses qəbulu qəbul edilmişdir ki, bu da resursların istehlakını daha da qənaət edə bilər. Lakin, çevrilmə qazındakı karbonmonoksit miqdarı yüksək olmadığı təqdirdə, yalnız orta temperatur çevrilməsi qəbul edilə bilər.
Son addım hidrogenin təmizlənməsidir. Hazırda ən çox istifadə edilən hidrogen təmizləyici sistemi PAS sistemidir ki, bu da PSA təmizləyici və ayırıcı sistem kimi də tanınır. Bu sistem aşağı enerji istehlakına, sadə prosesə və yüksək təmizliyə malikdir. Ən yüksək səviyyədə hidrogenin təmizliyi 99,99%-ə çata bilər.
Yayımlanma vaxtı: 11 Noyabr 2021