Vi har med succes afsluttet vores produktion og levering af 300 Nm3/t leveringsceremoni fra Sinopecs distribuerede rigmetangas-hydrogenproduktionsanlæg. Her vil jeg gerne give en kort introduktion til processen med hydrogenproduktion fra naturgas.
Med intensiveringen af energiforbruget er det blevet en vigtig opgave at finde ny energi. Som den mest potentielle energikilde har brint en bred vifte af kilder, næsten ingen forurening, høj konverteringseffektivitet og brede anvendelsesmuligheder. Brintproduktion fra naturgas kan i et vist omfang afhjælpe Kinas energikrise og yderligere fremme transformationen af Kinas energiudnyttelsesstruktur.
Denne artikel vil fokusere på princippet bag brintproduktion fra naturgas, processen og teknologien bag brintproduktion fra naturgas, klassificering af brintproduktionsteknologi fra naturgas og omkostningsberegning af brintproduktion fra naturgas.
1 Princip og proces for brintproduktion fra naturgas
1.1Princippet for brintproduktion fra naturgas
Princippet for produktionsprocessen for naturgasbrint er først at forbehandle naturgas, derefter omdanne metan og damp til kulilte og brint i reformeren og omdanne kulilte til kuldioxid og brint i skifttårnet efter genvinding af spildvarme. Grundlaget for denne procesteknologi er realiseret på basis af dampkonverteringsteknologi til naturgas. I skifttårnet styres reaktionstemperaturen i nærvær af katalysator, og kulilte i konverteringsgassen reagerer med vand for at producere brint og kuldioxid.
Under passende tryk og temperatur vil alkaner i naturgas gennemgå en række kemiske reaktioner for at generere konverteringsgas. Efter konverteringsgassen har passeret gennem en PAS-enhed udstyret med forskellige adsorbenter under automatisk styring, vil kulilte, kuldioxid og andre urenheder blive adsorberet af adsorptionstårnet, og hydrogen vil blive sendt til gasforbrugsenheden for at adsorbere urenheder fra adsorbenten. Efter desorption kan den analytiske gas sendes til skifteovnen som brændstof, og adsorbenten kan også regenereres.
Den primære reaktionsformel er som følger:
Naturgas og vand reagerer ved 800 ~ 900 ℃ og danner en nikkeloxidkatalysator for at producere kulilte og brint.
Reaktionsformlen er: CH4 + H2O → CO + H2-Q
Kulilte og vand reagerer ved 300-400 ℃ med jernoxidkatalysator for at producere kuldioxid og brint.
Reaktionsformlen er: CO + H2O → CO2 + H2 + Q
Derudover er de relevante tekniske indekskrav i forberedelsesprocessen som følger:
Trykket er generelt 1,5 ~ 2,5 MPa, og enhedsforbruget af naturgas er 0,4 ~ 0,5 m3 / m3 brint; Driftstid: > 8000 timer; Industriel skala: 1000 m3 / H ~ 100000 m3 / h.
1.2 Naturgas-hydrogenproduktionsproces
Hydrogenproduktionsprocessen for naturgas omfatter hovedsageligt fire processer: forbehandling af fødegas, dampkonvertering af naturgas, kuliltekonvertering og hydrogenrensning.
Det første trin er forbehandling af råmaterialer. Forbehandlingen her refererer primært til afsvovling af rågassen. I den faktiske procesdrift anvendes naturgas kobolt-molybdæn-hydrogeneringsserien zinkoxid generelt som afsvovlingsmiddel til at omdanne det organiske svovl i naturgassen til uorganisk svovl og derefter fjerne det. Strømmen af rå naturgas, der behandles her, er stor, så naturgaskilden med højt tryk kan anvendes, eller en stor margin kan overvejes ved valg af naturgaskompressor.
Det andet trin er dampomdannelse af naturgas. Nikkelkatalysator anvendes i reformeren til at omdanne alkaner i naturgas til fødegas med hovedkomponenterne kulilte og brint.
Derefter omdannes kulilte til at reagere med vanddamp i nærvær af en katalysator for at generere hydrogen og kuldioxid for at opnå en omdannelsesgass, hvis hovedkomponenter er hydrogen og kuldioxid. I henhold til de forskellige omdannelsestemperaturer kan omdannelsesprocessen for kulilte opdeles i to typer: omdannelse ved middel temperatur og omdannelse ved høj temperatur. Omdannelsestemperaturen ved høj temperatur er omkring 360 ℃, og omdannelsesprocessen ved middel temperatur er omkring 320 ℃. Med udviklingen af tekniske modforanstaltninger er der i de senere år blevet anvendt en totrinsproces med kulilte ved høj temperatur og omdannelse ved lav temperatur, hvilket yderligere kan spare ressourceforbruget. I tilfælde af at kulilteindholdet i omdannelsesgassen ikke er højt, kan der dog kun anvendes omdannelse ved middel temperatur.
Det sidste trin er at rense brint. Det mest almindeligt anvendte brintrensningssystem er nu PAS-systemet, også kendt som PSA-rensnings- og separationssystem. Dette system har lavt energiforbrug, en enkel proces og høj renhed i brintproduktionen. Ved højeste renhed kan brint nå op på 99,99%.
Opslagstidspunkt: 11. november 2021