Générateur d'hydrogène Hengzhong à partir de gaz naturel ou générateur de gaz hydrogène

1. Principaux paramètres de l'appareil

1.1 Conditions de conception
Nom de la matière première : gaz naturel
Pression de la matière première : 0,02 mpag (pression relative)
Température des matières premières : température ambiante
Composition des matières premières (provisoire)

1.2 Exigences techniques relatives à l'hydrogène produit
Capacité de production : 235 Nm3 / h (500 kg / J)
Pureté de l'hydrogène : H2 ≥ 99,9 %
Consommation de gaz naturel : 110 m³/h (PCI supérieur à 8500 kcal/m³)
Pression de sortie d'hydrogène : ≥ 1,6 MPa
Température de sortie : ≤ 40 ℃

1.3 Garantie de performance
Temps moyen entre les pannes des équipements électriques : 8 000 heures
Flexibilité de fonctionnement de l'appareil : 30 à 110 %
La durée de vie nominale des équipements statiques est de 15 ans.

1.4 Agencement général
La surface d'installation extérieure est de 26 m x 10 m = 260 m².

2. Unité de traitement

2.1 Processus technologique
Compression et conversion du gaz naturel
Le gaz naturel situé hors de la zone de stockage est d'abord comprimé à 1,6 MPa, puis chauffé à environ 380 °C par le préchauffeur de gaz d'alimentation dans la section de convection du four de reformage à la vapeur. Il entre ensuite dans le désulfuriseur pour éliminer le soufre présent dans le gaz d'alimentation et réduire sa teneur à moins de 0,1 ppm. Le gaz d'alimentation désulfuré et la vapeur de procédé (3,0 MPaa) sont ensuite préchauffés dans le préchauffeur de gaz mixte, selon la valeur automatique H₂O/∑C = 3 ~ 4, à une température supérieure à 510 °C. Le mélange est ensuite injecté de manière homogène dans la conduite de conversion, depuis la conduite principale de collecte des gaz supérieure et la conduite de raccordement supérieure. Dans la couche catalytique, le méthane réagit avec la vapeur d'eau pour produire du CO et du H₂. La chaleur nécessaire à la conversion du méthane est fournie par le mélange combustible brûlé dans le brûleur inférieur. La température du gaz de conversion à la sortie du four de reformage est de 850 °C. Ce gaz est ensuite converti en vapeur saturée à haute température. Le gaz de conversion pénètre dans la partie tubulaire de la chaudière de récupération de chaleur pour produire de la vapeur saturée à 3,0 MPaa. La température du gaz de conversion sortant de la chaudière de récupération de chaleur chute à 300 °C. Il entre ensuite successivement dans le préchauffeur d'eau d'alimentation de la chaudière, le refroidisseur d'eau de conversion et le séparateur d'eau de conversion afin de séparer le condensat du condensat de procédé. Le gaz de procédé est alors envoyé à l'unité de traitement par évaporation (PSA).
Le gaz naturel, utilisé comme combustible, est mélangé au gaz issu du procédé d'adsorption-désorption par variation de pression (PSAD). Le débit de gaz combustible alimentant le préchauffeur est ensuite ajusté en fonction de la température du gaz à la sortie du four de reformage. Après ajustement, le gaz combustible pénètre dans le brûleur supérieur pour y être brûlé et fournir la chaleur nécessaire au four de reformage.
L'eau dessalée est préchauffée par le préchauffeur d'eau dessalée et le préchauffeur d'eau d'alimentation de la chaudière, puis elle entre dans la vapeur de sous-produit de la chaudière à déchets de gaz de combustion et de la chaudière à déchets de gaz de reformage.
Afin de rendre l'eau d'alimentation de la chaudière conforme aux exigences, une petite quantité de solution de phosphate et de désoxydant doit être ajoutée pour limiter l'entartrage et la corrosion. Le ballon doit évacuer en continu une partie de l'eau de chaudière afin de contrôler la teneur totale en matières dissoutes.

adsorption modulée en pression
Le procédé PSA comprend cinq tours d'adsorption. À tout moment, une seule tour est en état d'adsorption. Les composants du gaz de conversion, tels que le méthane, le dioxyde de carbone et le monoxyde de carbone, restent à la surface de l'adsorbant. L'hydrogène, non adsorbé, est collecté en haut de la tour et évacué. L'adsorbant saturé en impuretés est désorbé lors de l'étape de régénération. Après récupération, il est envoyé au four de reformage comme combustible. La régénération de la tour d'adsorption comprend 12 étapes : première chute uniforme, deuxième chute uniforme, troisième chute uniforme, décharge directe, décharge inverse, rinçage, troisième remontée uniforme, deuxième remontée uniforme, première remontée uniforme et remontée finale. Après régénération, la tour d'adsorption est de nouveau capable de traiter le gaz converti et de produire de l'hydrogène. Les cinq tours d'adsorption fonctionnent en alternance pour assurer un traitement continu. L'objectif est de convertir le gaz et de produire simultanément de l'hydrogène en continu.

2.2 Principaux équipements de traitement

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