تولید هیدروژن هنگژونگ با گاز طبیعی یا ژنراتور گاز هیدروژن

پارامترهای اصلی دستگاه

۱.۱ شرایط طراحی
نام ماده اولیه: گاز طبیعی
فشار مواد اولیه: 0.02 میلی آمپر در ساعت (فشار گیج)
دمای مواد اولیه: دمای محیط
ترکیب مواد اولیه (موقت)

۱.۲ الزامات فنی برای هیدروژن محصول
ظرفیت تولید: ۲۳۵ نیوتن متر مکعب در ساعت (۵۰۰ کیلوگرم در روز)
خلوص هیدروژن: H2 ≥ 99.9%
مصرف گاز طبیعی: ۱۱۰ متر مکعب در ساعت (LHV بیشتر از ۸۵۰۰ کیلوکالری در متر مکعب)
فشار خروجی هیدروژن: ≥ 1.6Mpa
دمای خروجی: ≤ 40 ℃

۱.۳ ضمانت اجرا
میانگین زمان بین خرابی‌های تجهیزات برق ۸۰۰۰ ساعت
انعطاف‌پذیری عملکرد دستگاه: 30 ~ 110%
عمر طراحی تجهیزات استاتیک ۱۵ سال است

۱.۴ طرح کلی
مساحت طرح دستگاه در فضای باز ۲۶ متر در ۱۰ متر = ۲۶۰ متر مربع است

۲. واحد پردازش

۲.۱ فرآیند تکنولوژیکی
فشرده‌سازی و تبدیل گاز طبیعی
گاز طبیعی خارج از محدوده باتری ابتدا توسط کمپرسور تا فشار ۱.۶ مگاپاسکال تحت فشار قرار می‌گیرد، سپس توسط پیش گرمکن گاز تغذیه در بخش همرفت کوره اصلاح بخار تا حدود ۳۸۰ درجه سانتیگراد گرم می‌شود و برای حذف گوگرد موجود در گاز تغذیه تا دمای زیر ۰.۱ ppm وارد دستگاه گوگردزدا می‌شود. گاز تغذیه گوگردزدایی شده و بخار فرآیندی (۳.۰ مگاپاسکال) پیش گرمکن گاز مخلوط را بر اساس مقدار خودکار H2O / ∑ C = ۳ ~ ۴ تنظیم کنید، سپس آن را تا بیش از ۵۱۰ درجه سانتیگراد پیش گرم کنید و به طور یکنواخت از لوله اصلی جمع‌آوری گاز بالایی و لوله دم خوکی بالایی وارد لوله تبدیل کنید. در لایه کاتالیزور، متان با بخار واکنش داده و CO و H2 تولید می‌کند. گرمای مورد نیاز برای تبدیل متان توسط مخلوط سوختی که در مشعل پایینی سوزانده می‌شود، تأمین می‌شود. دمای گاز تبدیل‌شده خروجی از کوره ریفرمر ۸۵۰ درجه سانتیگراد است و دمای بالا به دمای بالا تبدیل می‌شود. گاز شیمیایی وارد قسمت لوله‌ای دیگ بخار گرمای زائد می‌شود تا بخار اشباع ۳.۰ مگاپاسکال تولید کند. دمای گاز تبدیل‌شده از دیگ بخار گرمای زائد به ۳۰۰ درجه سانتیگراد کاهش می‌یابد و سپس گاز تبدیل‌شده به ترتیب وارد پیش‌گرمکن آب تغذیه دیگ بخار، خنک‌کننده آب گاز تبدیل‌شده و جداکننده آب گاز تبدیل‌شده می‌شود تا میعانات را از میعانات فرآیندی جدا کند و گاز فرآیندی به PSA ارسال می‌شود.
گاز طبیعی به عنوان سوخت با گاز جذب و دفع نوسان فشار مخلوط می‌شود و سپس حجم گاز سوخت به پیش گرمکن گاز سوخت با توجه به دمای گاز در خروجی کوره ریفرمر تنظیم می‌شود. پس از تنظیم جریان، گاز سوخت برای احتراق وارد مشعل بالایی می‌شود تا گرمای کوره ریفرمر را تأمین کند.
آب نمک‌زدایی شده توسط پیش‌گرمکن آب نمک‌زدایی شده و پیش‌گرمکن آب تغذیه بویلر پیش‌گرم می‌شود و وارد بخار حاصل از محصولات جانبی بویلر ضایعات گاز دودکش و بویلر ضایعات گاز اصلاح‌شده می‌شود.
برای اینکه آب تغذیه دیگ بخار الزامات را برآورده کند، مقدار کمی محلول فسفات و اکسیدزدا باید اضافه شود تا رسوب‌گذاری و خوردگی آب دیگ بخار بهبود یابد. درام باید به طور مداوم بخشی از آب دیگ بخار را تخلیه کند تا کل مواد جامد محلول آب دیگ بخار در درام کنترل شود.

جذب نوسان فشار
PSA از پنج برج جذب تشکیل شده است. یک برج جذب در هر زمان در حالت جذب است. اجزایی مانند متان، دی اکسید کربن و مونوکسید کربن موجود در گاز تبدیل، روی سطح جاذب باقی می‌مانند. هیدروژن از بالای برج جذب به عنوان اجزای غیر جذبی جمع آوری شده و از مرز خارج می‌شود. جاذب اشباع شده توسط اجزای ناخالصی از طریق مرحله احیا از جاذب دفع می‌شود. پس از جمع آوری، به عنوان سوخت به کوره ریفرمر ارسال می‌شود. مراحل احیا برج جذب از 12 مرحله تشکیل شده است: اولین قطره یکنواخت، دومین قطره یکنواخت، سومین قطره یکنواخت، سومین تخلیه رو به جلو، دومین تخلیه یکنواخت، اولین تخلیه یکنواخت و آخرین تخلیه. پس از احیا، برج جذب دوباره قادر به تصفیه گاز تبدیل شده و تولید هیدروژن است. پنج برج جذب به نوبت مراحل فوق را انجام می‌دهند تا تصفیه مداوم تضمین شود. هدف تبدیل گاز و تولید مداوم هیدروژن به طور همزمان است.

۲.۲ تجهیزات اصلی فرآیند

۲.