Успешно завършихме производството и доставката на инсталацията за производство на водород, богат на метан, с капацитет 300 Nm3/h, разпределена от Sinopec. Тук бих искал да направя кратко въведение в процеса на производство на водород от природен газ.
С увеличаването на потреблението на енергия, намирането на нова енергия се превърна във важна задача. Като най-потенциален енергиен източник, водородът има широк спектър от източници, почти никакво замърсяване, висока ефективност на преобразуване и широки перспективи за приложение. Производството на водород от природен газ може до известна степен да облекчи енергийната криза в Китай и допълнително да насърчи трансформацията на структурата на потребление на енергия в Китай.
Тази статия ще се фокусира върху принципа на производство на водород от природен газ, процеса и технологията на производство на водород от природен газ, класификацията на технологиите за производство на водород от природен газ и отчитането на разходите за производство на водород от природен газ.
1 Принцип и процес на производство на водород от природен газ
1.1Принцип на производството на водород от природен газ
Принципът на процеса на производство на водород от природен газ е първо да се обработи природният газ предварително, след това да се преобразуват метанът и парата във въглероден оксид и водород в реформера, а въглеродният оксид – във въглероден диоксид и водород в кулата за преобразуване след оползотворяване на отпадната топлина. Основата на тази технологична обработка е реализирана на базата на технологията за преобразуване на пара от природен газ. В кулата за преобразуване температурата на реакцията се контролира в присъствието на катализатор и въглеродният оксид в конверсионния газ реагира с вода, за да се произведе водород и въглероден диоксид.
При подходящо налягане и температура, алканите в природния газ претърпяват серия от химични реакции, за да генерират конверсионен газ. След като конверсионният газ преминава през PAS устройство, оборудвано с различни адсорбенти под автоматичен контрол, въглеродният оксид, въглеродният диоксид и други примеси се адсорбират от адсорбционната кула, а водородът се изпраща към газоконсуматорната единица, за да адсорбира адсорбента на примесите. След десорбцията, аналитичният газ може да се изпрати към конверсионната пещ като гориво, а адсорбентът може също да се регенерира.
Основната формула на реакцията е следната:
Природният газ и водата реагират при 800 ~ 900 ℃ с катализатор никелов оксид, за да се получи въглероден оксид и водород.
Реакционната формула е: CH4 + H2O → CO + H2-Q
Въглеродният оксид и водата реагират при 300-400 ℃ с катализатор железен оксид, за да се получат въглероден диоксид и водород.
Формулата на реакцията е: CO + H2O → CO2 + H2 + Q
Освен това, съответните изисквания за технически индекси в процеса на подготовка са следните:
Налягането обикновено е 1,5 ~ 2,5 MPa, а единичната консумация на природен газ е 0,4 ~ 0,5 m3 / m3 водород; Време на работа: > 8000h; Промишлен мащаб: 1000 m3 / H ~ 100000 m3 / h.
1.2 Процес на производство на водород от природен газ
Процесът на производство на водород от природен газ включва основно четири процеса: предварителна обработка на захранващия газ, преобразуване на природен газ с пара, преобразуване на въглероден оксид и пречистване на водород.
Първата стъпка е предварителната обработка на суровината. Предварителната обработка тук се отнася главно до десулфуриране на суровия газ. В действителния процес, цинковият оксид, получен чрез хидрогениране на природен газ с кобалт и молибден, обикновено се използва като десулфуратор, за да преобразува органичната сяра в природния газ в неорганична сяра и след това да я отстрани. Потокът от суров природен газ, обработен тук, е голям, така че може да се използва източник на природен газ с високо налягане или да се вземе предвид голям резерв при избора на компресор за природен газ.
Втората стъпка е парното преобразуване на природния газ. Никеловият катализатор се използва в реформера за преобразуване на алканите в природния газ в захранващ газ с основни компоненти въглероден оксид и водород.
След това въглеродният оксид се преобразува, за да реагира с водна пара в присъствието на катализатор, за да генерира водород и въглероден диоксид, за да се получи конверсионният газ, чиито основни компоненти са водород и въглероден диоксид. В зависимост от различната температура на преобразуване, процесът на преобразуване на въглероден оксид може да се раздели на два вида: среднотемпературно преобразуване и високотемпературно преобразуване. Високотемпературното преобразуване е около 360 ℃, а среднотемпературното преобразуване е около 320 ℃. С развитието на техническите мерки за противодействие, през последните години е възприета двустепенната технологична настройка на високотемпературното и нискотемпературното преобразуване на въглероден оксид, което може допълнително да спести потреблението на ресурси. Въпреки това, в случай че съдържанието на въглероден оксид в конверсионния газ не е високо, може да се използва само среднотемпературно преобразуване.
Последната стъпка е пречистването на водорода. Най-често използваната система за пречистване на водород е PAS системата, известна още като PSA система за пречистване и разделяне. Тази система има ниска консумация на енергия, опростен процес и висока чистота на производството на водород. В най-високите си стойности чистотата на водорода може да достигне 99,99%.
Време на публикуване: 11 ноември 2021 г.