Unidad de producción de hidrógeno de Hengzhong para gas natural

Breve descripción:

El proceso de producción de hidrógeno a partir de gas natural incluye principalmente cuatro etapas: pretratamiento del gas de alimentación, conversión del gas natural en vapor, conversión del monóxido de carbono y purificación del hidrógeno.


Detalles del producto

Introducción

El proceso de producción de hidrógeno a partir de gas natural incluye principalmente cuatro etapas: pretratamiento del gas de alimentación, conversión del gas natural en vapor, conversión del monóxido de carbono y purificación del hidrógeno.

El primer paso es el pretratamiento de la materia prima. Este pretratamiento se refiere principalmente a la desulfuración del gas natural. En la operación real del proceso, se suele utilizar óxido de zinc, un desulfurante que transforma el azufre orgánico del gas natural en azufre inorgánico y lo elimina. Dado el gran caudal de gas natural tratado, se recomienda utilizar una fuente de gas natural de alta presión o considerar un amplio margen al seleccionar el compresor.

El segundo paso es la conversión del gas natural mediante vapor. En el reformador se utiliza un catalizador de níquel para convertir los alcanos presentes en el gas natural en gas de alimentación, cuyos componentes principales son monóxido de carbono e hidrógeno.

Luego, el monóxido de carbono se convierte para reaccionar con vapor de agua en presencia de un catalizador para generar hidrógeno y dióxido de carbono, obteniendo así el gas de conversión cuyos componentes principales son hidrógeno y dióxido de carbono. Según la temperatura de conversión, el proceso de conversión del monóxido de carbono se puede dividir en dos tipos: conversión a temperatura media y conversión a alta temperatura. La temperatura de conversión a alta temperatura es de aproximadamente 360 ​​℃, y la de conversión a temperatura media es de aproximadamente 320 ℃. Con el desarrollo de contramedidas técnicas, en los últimos años se ha adoptado un proceso de dos etapas para la conversión de monóxido de carbono a alta y baja temperatura, lo que permite ahorrar aún más recursos. Sin embargo, cuando el contenido de monóxido de carbono en el gas de conversión no es elevado, solo se puede utilizar la conversión a temperatura media.

El último paso es purificar el hidrógeno. Actualmente, el sistema de purificación de hidrógeno más utilizado es el sistema PAS, también conocido como sistema de purificación y separación PSA. Este sistema se caracteriza por su bajo consumo energético, su proceso sencillo y la alta pureza del hidrógeno producido. En su máxima pureza, puede alcanzar el 99,99%.

Equipos de proceso principales

N.º de serie nombre del equipo Especificaciones principales Materiales principales Peso unitario en toneladas CANTIDAD Observaciones
I Sección de conversión a vapor de gas natural          
1 horno reformador       1 juego  
  carga térmica Sección de radiación: 0,6 mW        
    Sección de convección: 0,4 mW        
  Quemador Carga térmica: 1,5 mW/conjunto material compuesto   1  
  Tubo reformador de alta temperatura   HP-Nb      
  coleta superior   Acero inoxidable 304   1 juego  
  coleta inferior   Incoloy   1 juego  
  Intercambiador de calor de la sección de convección          
    Precalentamiento de materias primas mixtas Acero inoxidable 304   1 grupo  
    precalentamiento del gas de alimentación 15CrMo   1 grupo  
    caldera de residuos de gases de combustión 15CrMo   1 grupo  
  Colector   Incoloy   1 grupo  
2 tubo de lámpara DN300 H=7000 20#   1  
    Temperatura de diseño: 300 ℃        
    Presión de diseño: presión ambiente        
3 Torre de desulfuración Φ400 H=2000 15CrMo   1  
    Temperatura de diseño: 400 ℃        
    Presión de diseño: 2,0 MPa        
4 Caldera de conversión de residuos de gas Φ200/Φ400 H=3000 15CrMo   1  
    Temperatura de diseño: 900 ℃ / 300 ℃        
    Presión de diseño: 2,0 MPa        
    Carga térmica: 0,3 mW        
    Lado caliente: gas de conversión de alta temperatura        
    Lado frío: agua de la caldera        
5 Bomba de alimentación de la caldera Q=1m3/h 1Cr13   2 1+1
    Temperatura de diseño: 80 ℃        
    Presión de entrada: 0,01 MPa        
    Presión de salida: 3,0 MPa        
    Motor a prueba de explosiones: 5,5 kW        
6 Precalentador de agua de alimentación de la caldera Q=0,15 MW 304SS/20R   1 Horquilla
    Temperatura de diseño: 300 ℃        
    Presión de diseño: 2,0 MPa        
    Lado caliente: gas de conversión        
    Lado frío: agua desalinizada        
7 Reforma de enfriador de agua a gas Q=0,15 MW 304SS/20R   1  
    Temperatura de diseño: 180 ℃        
    Presión de diseño: 2,0 MPa        
    Lado caliente: gas de conversión        
    Lado frío: agua de refrigeración en circulación        
8 Reforma de separador de agua y gas Φ300 H=1300 16MnR   1  
    Temperatura de diseño: 80 ℃        
    Presión de diseño: 2,0 MPa        
    Desempañador: 304SS        
9 Sistema de dosificación fosfato Q235   1 juego  
    Desoxidante        
10 Tanque de desalinización Φ1200 H=1200 Q235   1  
    Temperatura de diseño: 80 ℃        
    Presión de diseño: presión ambiente        
11 Compresor de gas natural Volumen de escape: 220 m3 / h        
    Presión de succión: 0,02 mpag        
    Presión de escape: 1,7 mpag        
    lubricación sin aceite        
    Motor a prueba de explosiones        
    Potencia del motor: 30 kW        
12 tanque de almacenamiento de gas natural Φ300 H=1000 16MnR   1  
    Temperatura de diseño: 80 ℃        
    Presión de diseño: 0,6 MPa        
II pieza de PSA          
1 Torre de adsorción DN700 H=4000 16MnR   5  
    Temperatura de diseño: 80 ℃        
    Presión de diseño: 2,0 MPa        
             
2 tanque de almacenamiento de gas de desorción DN2200 H=10000 20R   1  
    Temperatura de diseño: 80 ℃        
    Presión de diseño: 0,2 MPa        

 

Sistema de producción de hidrógeno a partir de gas natural: 300 Nm3 por hora 5

 


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