Hem completat amb èxit la cerimònia de lliurament de la producció i el lliurament de 300 Nm3/h de la planta de producció d'hidrogen distribuït de gas metà ric de Sinopec. Aquí m'agradaria fer una breu introducció al procés de producció d'hidrogen a partir del gas natural.
Amb la intensificació del consum d'energia, trobar noves energies s'ha convertit en una tasca important. Com a energia amb més potencial, l'hidrogen té una àmplia gamma de fonts, gairebé sense contaminació, alta eficiència de conversió i àmplies perspectives d'aplicació. La producció d'hidrogen a partir del gas natural pot alleujar la crisi energètica de la Xina fins a cert punt i promoure encara més la transformació de l'estructura d'utilització d'energia de la Xina.
Aquest treball se centrarà en el principi de la producció d'hidrogen a partir de gas natural, el procés i la tecnologia de producció d'hidrogen a partir de gas natural, la classificació de la tecnologia de producció d'hidrogen a partir de gas natural i la comptabilitat de costos de la producció d'hidrogen a partir de gas natural.
1 Principi i procés de producció d'hidrogen a partir de gas natural
1.1Principi de producció d'hidrogen a partir de gas natural
El principi del procés de producció d'hidrogen de gas natural és pretractar primer el gas natural, després convertir el metà i el vapor en monòxid de carboni i hidrogen al reformador i convertir el monòxid de carboni en diòxid de carboni i hidrogen a la torre de desplaçament després de la recuperació de la calor residual. La base d'aquesta tecnologia de procés es realitza sobre la base de la tecnologia de conversió de vapor de gas natural. A la torre de desplaçament, la temperatura de reacció es controla en presència de catalitzador i el monòxid de carboni del gas de conversió reacciona amb l'aigua per produir hidrogen i diòxid de carboni.
Sota la pressió i la temperatura adequades, els alcans del gas natural experimentaran una sèrie de reaccions químiques per generar gas de conversió. Després que el gas de conversió passi pel dispositiu PAS equipat amb diversos adsorbents sota control automàtic, el monòxid de carboni, el diòxid de carboni i altres impureses seran adsorbits per la torre d'adsorció, i l'hidrogen s'enviarà a la unitat consumidora de gas per adsorbir l'adsorbent d'impureses. Després de la desorció, el gas analític es pot enviar al forn de canvi com a combustible i l'adsorbent també es pot regenerar.
La fórmula de reacció principal és la següent:
El gas natural i l'aigua reaccionen a 800 ~ 900 ℃ i el catalitzador d'òxid de níquel per produir monòxid de carboni i hidrogen.
La fórmula de la reacció és: CH4 + H2O → CO + H2-Q
El monòxid de carboni i l'aigua reaccionen a 300-400 ℃ amb un catalitzador d'òxid fèrric per produir diòxid de carboni i hidrogen.
La fórmula de la reacció és: CO + H2O → CO2 + H2 + Q
A més, els requisits d'índex tècnic pertinents en el procés de preparació són els següents:
La pressió és generalment d'1,5 ~ 2,5 MPa, i el consum unitari de gas natural és de 0,4 ~ 0,5 m3 / m3 d'hidrogen; Temps de funcionament: > 8000 h; Escala industrial: 1000 m3 / H ~ 100000 m3 / h.
1.2 Procés de producció d'hidrogen de gas natural
El procés de producció d'hidrogen a partir de gas natural inclou principalment quatre processos: pretractament del gas d'alimentació, conversió de vapor de gas natural, conversió de monòxid de carboni i purificació d'hidrogen.
El primer pas és el pretractament de la matèria primera. El pretractament aquí es refereix principalment a la dessulfuració del gas cru. En l'operació real del procés, l'òxid de zinc de la sèrie d'hidrogenació de cobalt i molibdè de gas natural s'utilitza generalment com a dessulfurador per convertir el sofre orgànic del gas natural en sofre inorgànic i després eliminar-lo. El flux de gas natural cru tractat aquí és gran, de manera que es pot utilitzar la font de gas natural amb alta pressió o es pot tenir en compte un marge gran a l'hora de seleccionar el compressor de gas natural.
El segon pas és la conversió de vapor del gas natural. El catalitzador de níquel s'utilitza al reformador per convertir els alcans del gas natural en gas d'alimentació amb components principals de monòxid de carboni i hidrogen.
A continuació, el monòxid de carboni es converteix per reaccionar amb el vapor d'aigua en presència d'un catalitzador per generar hidrogen i diòxid de carboni per obtenir el gas de conversió, els components principals del qual són hidrogen i diòxid de carboni. Segons la diferent temperatura de conversió, el procés de conversió del monòxid de carboni es pot dividir en dos tipus: conversió a temperatura mitjana i conversió a alta temperatura. La temperatura de conversió a alta temperatura és d'uns 360 ℃ i el procés de conversió a temperatura mitjana és d'uns 320 ℃. Amb el desenvolupament de contramesures tècniques, en els darrers anys s'ha adoptat la configuració del procés de dues etapes de conversió de monòxid de carboni a alta temperatura i conversió a baixa temperatura, cosa que pot estalviar encara més el consum de recursos. Tanmateix, en el cas que el contingut de monòxid de carboni en el gas de conversió no sigui alt, només es pot adoptar la conversió a temperatura mitjana.
L'últim pas és purificar l'hidrogen. Actualment, el sistema de purificació d'hidrogen més utilitzat és el sistema PAS, també conegut com a sistema de purificació i separació PSA. Aquest sistema té un baix consum d'energia, un procés senzill i una alta puresa de producció d'hidrogen. En el seu màxim, la puresa de l'hidrogen pot arribar al 99,99%.
Data de publicació: 11 de novembre de 2021