Verfahrenstechnischer Vorschlag und Beschreibung einer Erdgas-Wasserstoffproduktionsanlage (1)

1) Grundlegendes Prozessablaufdiagramm von Erdgas-Wasserstoffproduktion

Hinweis: Der gestrichelte Kasten stellt den Begrenzungsbereich dar. Wasserstoffproduktion Das Gerät und der Verkäufer sind für den Bereich innerhalb des gepunkteten Kastens verantwortlich.

2) Prozessprinzip

Die auf Kufen montierte Erdgas-Wasserstoffproduktion Die Anlagen umfassen im Wesentlichen fünf Hauptprozessschritte: Erdgasverdichtung, Erdgasfeinentschwefelung, Erdgasdampfreformierung, CO-Umwandlung sowie Wasserstoffabtrennung und -reinigung.

1) Entschwefelung der Rohstoffe

Das Rohgas wird im Konvektionsbereich des Reformers auf 320–380 °C erhitzt und durchläuft anschließend Manganoxid- und Zinkoxid-Entschwefelungsanlagen, um organischen Schwefel und Wasserstoff zu entfernen.₂S im Rohgas _Zu Der Schwefelgehalt muss unter 0,1 ppm liegen, um die Anforderungen an den Dampfreformierungskatalysator zu erfüllen. Die Hauptreaktionen sind folgende:

H₂S + ZnO → ZnS + H₂DER

2) Erdgas-Dampfreformierung: Nachdem der Schwefelgehalt des Erdgases auf unter 0,1 ppm reduziert wurde, wird es im Verhältnis 3,2 bis 3,5 mit Prozessdampf vermischt und in die Mischgasvorwärmerschlange geleitet, wo es vor dem Eintritt in das Reformierungsrohr auf 550 bis 600 °C weiter vorgewärmt wird. Im Katalysatorbett reagiert Methan mit Wasserdampf zu Wasserstoff.₂ und CO, und CO reagiert weiterhin mit Wasserdampf zu CO₂_2. Die für die Methanreformierung benötigte Wärme wird durch die Verbrennung des Brennstoffgemisches bereitgestellt. In Gegenwart eines Nickelkatalysators verlaufen die Hauptreaktionen wie folgt:

CH₄ +H₂O (Wasserdampf) = CO + 3H₂ -49200 kcal/Kmol (Umwandlungsreaktion)

CO+H₂O (Dampf) = CO₂ +H₂+9840 kcal/Kmol (Umwandlungsreaktion)

Crackreaktion höherer Alkane (400～600℃)

CnH₂n + 2nH₂O (Dampf) = (2n+1) H₂ + nCO

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