Chinesische Fabrik für China Kompaktstruktur Vollverschweißte Plattenwärmetauscher für die NGL-Fraktionierung,
China Entschwefelung zur Wasserstoffproduktion, Reinigung von Koksofengas,
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.
Geräteeigenschaften
Die auf einem Rahmen montierte Gesamtkonstruktion verändert die herkömmliche Montageart vor Ort. Durch die hauseigene Verarbeitung, Produktion, Verrohrung und Rahmenformung wird die gesamte Prozesskontrolle – von der Materialprüfung über die Fehlererkennung bis hin zur Druckprüfung – vollständig im Unternehmen realisiert. Dies löst grundlegend das Qualitätsrisiko, das durch die Montage vor Ort beim Anwender entsteht, und gewährleistet eine durchgängige Qualitätskontrolle.
Alle Produkte werden im Unternehmen auf Kufen montiert. Die Fertigung erfolgt im Werk. Nach erfolgreicher Werksprüfung werden die Produkte gemäß dem festgelegten Demontageplan demontiert und zur Montage an den Kunden geliefert. Der Montageaufwand vor Ort ist gering und die Montagezeit kurz.
Der Automatisierungsgrad ist sehr hoch. Der Betrieb des Geräts kann über das übergeordnete System vollautomatisch überwacht und gesteuert werden, und die wichtigsten Daten können in Echtzeit zur Fernüberwachung auf den Cloud-Server hochgeladen werden, um so ein unbemanntes Management vor Ort zu ermöglichen.
Das Gerät zeichnet sich durch seine hohe Mobilität aus. Je nach Projektsituation kann es an einen anderen Ort verlegt und nach erneuter Montage auf einem Rahmen wiederverwendet werden. Dadurch wird die Wiederverwendung der Ausrüstung ermöglicht und deren Wert optimal genutzt.
Entsprechend dem Wasserstoffbedarf der Hydrierstation werden ein Standardprozessdesign und ein Kombinationsdesign nach dem Prozessmodul durchgeführt, um eine standardisierte Produktion von Produkten zu realisieren und Standardserienprodukte zu bilden. Dies erleichtert dem Anwender die Anlagenverwaltung, ermöglicht die Verwendung gemeinsamer Ersatzteile und reduziert die Betriebskosten der Anlage.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass eine auf einem Rahmen montierte Erdgas-Wasserstoffproduktionsanlage die am besten geeignete Wasserstoffquelle für den zukünftigen Betrieb einer Wasserstoffanlage darstellt.
Die Denitrifikationsanlage entfernt Stickstoff aus Erdgas, um es für den Transport durch Pipelines vorzubereiten. Laut Angaben des Erdgasforschungsinstituts weisen 17 % der Erdgasreserven in den Vereinigten Staaten einen hohen Stickstoffgehalt auf. Die meisten Pipeline-Standards fordern einen Stickstoffgehalt von unter 4 %. Erdgas mit hohem Stickstoffgehalt ist praktisch unbrauchbar, da es nicht über Pipelines zum Markt transportiert werden kann. Ein zu hoher Stickstoffgehalt in der Pipeline birgt die Gefahr von Verstopfungen oder unvollständiger Verbrennung. Stickstoff verringert zudem den Heizwert des Gases, was zu einer Reduzierung des Brennwerts (BTU) und damit des Heizwerts führt.
Da Stickstoff (N₂) und Methan (CH₄) ähnliche Molekülgrößen und niedrige Dielektrizitätskonstanten aufweisen und keine selektive Reaktivität wie beispielsweise Kohlendioxid oder Schwefelwasserstoff in Amineinheiten zeigen, ist die Denitrifikation eine schwierige technische Trennung.
