Výroba vodíku Hengzhong pomocí generátoru zemního plynu nebo plynného vodíku

1. Hlavní parametry zařízení

1.1 Návrhové podmínky
Název suroviny: zemní plyn
Tlak suroviny: 0,02 mpag (přetlak)
Teplota suroviny: teplota okolí
Složení surovin (předběžné)

1.2 Technické požadavky na produktový vodík
Výrobní kapacita: 235 Nm3/h (500 kg/D)
Čistota vodíku: H2 ≥ 99,9 %
Spotřeba zemního plynu: 110 m3/h (LHV větší než 8500 kcal/m3)
Výstupní tlak vodíku: ≥ 1,6 MPa
Výstupní teplota: ≤ 40 ℃

1.3 Záruka plnění
Průměrná doba mezi poruchami energetických zařízení 8000 hodin
Flexibilita provozu zařízení: 30 ~ 110 %
Projektovaná životnost statických zařízení je 15 let

1.4 Obecné uspořádání
Plocha venkovního zařízení je 26mx10m = 260m2

2. Procesní jednotka

2.1 Technologický postup
Komprese a konverze zemního plynu
Zemní plyn mimo limit baterie je nejprve kompresorem natlakován na 1,6 MPa, poté je předehřívačem vstupního plynu v konvekční sekci pece parního reformeru ohřát na přibližně 380 °C a vstupuje do odsiřovače, kde se odstraní síra v vstupním plynu pod 0,1 ppm. Odsiřovaný vstupní plyn a procesní pára (3,0 MPaa) se nastaví předehřívač směsi plynů podle automatické hodnoty H2O / ∑ C = 3 ~ 4, dále se předehřeje na více než 510 °C a rovnoměrně vstupuje do konverzního potrubí z horního hlavního potrubí pro sběr plynu a horního potrubí s pigtailem. V katalytické vrstvě metan reaguje s párou za vzniku CO a H2. Teplo potřebné pro přeměnu metanu je dodáváno palivovou směsí spalovanou ve spodním hořáku. Teplota konverzního plynu z reformovací pece je 850 °C a vysoká teplota se přeměňuje na vysokou teplotu. Chemický plyn vstupuje do trubkové strany kotle na odpadní teplo a vytváří nasycenou páru o výkonu 3,0 MPaa. Teplota konverzního plynu z kotle na odpadní teplo klesne na 300 °C a poté konverzní plyn vstupuje do předehřívače napájecí vody kotle, chladiče vody konverzního plynu a odlučovače vody konverzního plynu, kde se odděluje kondenzát od procesního kondenzátu, a procesní plyn je odeslán do PSA.
Zemní plyn jako palivo se mísí s plynem pro adsorpční desorpci s kolísáním tlaku a poté se objem topného plynu v předehřívači upravuje podle teploty plynu na výstupu z reformovací pece. Po nastavení průtoku vstupuje topný plyn do horního hořáku ke spalování, které zajišťuje teplo pro reformovací pec.
Odsolená voda je předehřívána předehřívačem odsolené vody a předehřívačem napájecí vody kotle a vstupuje do vedlejší páry kotle na spaliny a reformingového kotle na odpadní plyn.
Aby napájecí voda do kotle splňovala požadavky, je nutné přidat malé množství fosfátového roztoku a deoxidačního činidla pro zlepšení ochrany proti usazování vodního kamene a korozi kotlové vody. Z bubnu musí být část kotlové vody průběžně vypouštěna, aby se reguloval celkový obsah rozpuštěných pevných látek v kotlové vodě.

Adsorpce s kolísáním tlaku
PSA se skládá z pěti adsorpčních věží. Jedna adsorpční věž je neustále v adsorpčním stavu. Složky, jako je metan, oxid uhličitý a oxid uhelnatý, obsažené v konverzním plynu, zůstávají na povrchu adsorbentu. Vodík se shromažďuje z horní části adsorpční věže jako neadsorpční složky a odvádí se mimo ni. Adsorpční plyn nasycený nečistotami se z adsorbentu desorbuje regeneračním krokem. Po shromažďování se odesílá do reformovací pece jako palivo. Regenerační kroky adsorpční věže se skládají z 12 kroků: první rovnoměrný pokles, druhý rovnoměrný pokles, třetí rovnoměrný pokles, dopředný výboj, zpětný výboj, proplach, třetí rovnoměrný vzestup, druhý rovnoměrný vzestup, první rovnoměrný vzestup a konečný vzestup. Po regeneraci je adsorpční věž opět schopna upravovat konverzní plyn a produkovat vodík. Pět adsorpčních věží se střídá ve výše uvedených krocích, aby byla zajištěna kontinuální úprava. Účelem je současně konverze plynu a kontinuální výroba vodíku.

2.2 Hlavní procesní zařízení

2.