500 kg Erdgas-Wasserstoffproduktionsanlage

Technologischer Prozess

Erdgasverdichtung und -umwandlung

Das Erdgas außerhalb des Batteriebereichs wird zunächst mit dem Kompressor auf 1,6 MPa verdichtet, anschließend im Konvektionsbereich des Dampfreformers im Zufuhrgasvorwärmer auf ca. 380 °C erhitzt und gelangt in den Entschwefelungsofen, um den Schwefelgehalt im Zufuhrgas auf unter 0,1 ppm zu senken. Das entschwefelte Zufuhrgas und der Prozessdampf (3,0 MPa) werden im Mischgasvorwärmer gemäß dem automatischen Wert von H₂O / ∑ C = 3 ~ 4 weiter auf über 510 °C vorgewärmt und gelangen gleichmäßig über die obere Gassammelleitung und das obere Abzweigrohr in die Konversionsleitung. In der Katalysatorschicht reagiert Methan mit Dampf zu CO und H₂. Die für die Methanumwandlung benötigte Wärme wird durch das im Bodenbrenner verbrannte Brennstoffgemisch bereitgestellt. Die Temperatur des aus dem Reformerofen austretenden Umwandlungsgases beträgt 850 °C. Die hohe Temperatur wird in eine weitere hohe Temperatur umgewandelt. Das chemische Gas tritt in den Rohrstrang des Abhitzekessels ein, um gesättigten Dampf mit 3,0 MPa zu erzeugen. Die Temperatur des Umwandlungsgases aus dem Abhitzekessel sinkt auf 300 °C. Anschließend durchläuft es nacheinander den Speisewasservorwärmer, den Umwandlungsgaskühler und den Umwandlungsgasabscheider, um das Kondensat vom Prozesskondensat zu trennen. Das Prozessgas wird dann dem PSA (Process Storage Agent) zugeführt.

Das Erdgas wird als Brennstoff mit dem Druckwechseladsorptions- und -desorptionsgas vermischt. Anschließend wird die Brenngasmenge im Brenngasvorwärmer entsprechend der Gastemperatur am Ausgang des Reformerofens eingestellt. Nach der Durchflussregelung gelangt das Brenngas zur Verbrennung in den oberen Brenner und liefert so Wärme für den Reformerofen.

Das entsalzte Wasser wird im Entsalzungswasser-Vorwärmer und im Kesselspeisewasser-Vorwärmer vorgewärmt und gelangt in den Nebenproduktdampf des Rauchgasabfallkessels und des Reformierungsgasabfallkessels.

Um die Anforderungen an das Kesselspeisewasser zu erfüllen, werden geringe Mengen Phosphatlösung und Desoxidationsmittel zugesetzt, um Kesselsteinbildung und Korrosion zu reduzieren. Der Kessel muss kontinuierlich einen Teil des Kesselwassers abführen, um den Gehalt an gelösten Feststoffen im Kesselwasser zu kontrollieren.

Druckwechseladsorption

Die PSA-Anlage besteht aus fünf Adsorptionstürmen. Jeweils ein Turm befindet sich im Adsorptionszustand. Die im Konversionsgas enthaltenen Komponenten wie Methan, Kohlendioxid und Kohlenmonoxid lagern sich an der Oberfläche des Adsorptionsmittels an. Wasserstoff wird als nicht adsorbierte Komponente am oberen Ende des Adsorptionsturms aufgefangen und abgeleitet. Das mit Verunreinigungen gesättigte Adsorptionsmittel wird im Regenerationsschritt desorbiert. Anschließend wird es als Brennstoff dem Reformerofen zugeführt. Die Regeneration des Adsorptionsturms umfasst zwölf Schritte: erste gleichmäßige Absenkung, zweite gleichmäßige Absenkung, dritte gleichmäßige Absenkung, Vorwärtsentladung, Rückwärtsentladung, Spülung, dritte gleichmäßige Aufwärtsbewegung, zweite gleichmäßige Aufwärtsbewegung, erste gleichmäßige Aufwärtsbewegung und abschließende Aufwärtsbewegung. Nach der Regeneration ist der Adsorptionsturm wieder einsatzbereit, um Konversionsgas zu behandeln und Wasserstoff zu produzieren. Die fünf Adsorptionstürme führen die oben genannten Schritte nacheinander durch, um eine kontinuierliche Behandlung zu gewährleisten. Ziel ist die gleichzeitige Konversion von Gas und die kontinuierliche Wasserstoffproduktion.

Hauptprozessausrüstung