સિનોપેક દ્વારા વિતરિત સમૃદ્ધ મિથેન ગેસ હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન પ્લાન્ટનો ડિલિવરી સમારોહ

અમે સિનોપેક વિતરિત સમૃદ્ધ મિથેન ગેસ હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન પ્લાન્ટના 300Nm3/h ડિલિવરી સમારોહનું ઉત્પાદન અને ડિલિવરી સફળતાપૂર્વક પૂર્ણ કરી છે. અહીં હું કુદરતી ગેસમાંથી હાઇડ્રોજન ઉત્પાદનની પ્રક્રિયાનો સંક્ષિપ્ત પરિચય આપવા માંગુ છું.

ઉર્જા વપરાશમાં વધારો થવા સાથે, નવી ઉર્જા શોધવી એ એક મહત્વપૂર્ણ કાર્ય બની ગયું છે. સૌથી સંભવિત ઉર્જા તરીકે, હાઇડ્રોજન પાસે વિશાળ સ્ત્રોતો છે, લગભગ કોઈ પ્રદૂષણ નથી, ઉચ્ચ રૂપાંતર કાર્યક્ષમતા છે અને વ્યાપક ઉપયોગની સંભાવનાઓ છે. કુદરતી ગેસમાંથી હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન ચીનના ઉર્જા સંકટને ચોક્કસ હદ સુધી ઘટાડી શકે છે અને ચીનના ઉર્જા ઉપયોગ માળખાના પરિવર્તનને વધુ પ્રોત્સાહન આપી શકે છે.

આ પેપર કુદરતી ગેસમાંથી હાઇડ્રોજન ઉત્પાદનના સિદ્ધાંત, કુદરતી ગેસમાંથી હાઇડ્રોજન ઉત્પાદનની પ્રક્રિયા અને ટેકનોલોજી, કુદરતી ગેસમાંથી હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન ટેકનોલોજીનું વર્ગીકરણ અને કુદરતી ગેસમાંથી હાઇડ્રોજન ઉત્પાદનના ખર્ચ હિસાબ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરશે.

૧ સિદ્ધાંત અને પ્રક્રિયા કુદરતી ગેસમાંથી હાઇડ્રોજનનું ઉત્પાદન

૧.૧કુદરતી ગેસમાંથી હાઇડ્રોજન ઉત્પાદનનો સિદ્ધાંત

કુદરતી ગેસ હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન પ્રક્રિયાનો સિદ્ધાંત એ છે કે પહેલા કુદરતી ગેસને પ્રીટ્રીટ કરવામાં આવે, પછી રિફોર્મરમાં મિથેન અને વરાળને કાર્બન મોનોક્સાઇડ અને હાઇડ્રોજનમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે, અને કચરો ગરમી પુનઃપ્રાપ્તિ પછી શિફ્ટ ટાવરમાં કાર્બન મોનોક્સાઇડને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ અને હાઇડ્રોજનમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે. આ પ્રક્રિયા તકનીકનો આધાર કુદરતી ગેસ સ્ટીમ કન્વર્ઝન તકનીકના આધારે સાકાર થાય છે. શિફ્ટ ટાવરમાં, ઉત્પ્રેરકની હાજરીમાં પ્રતિક્રિયા તાપમાન નિયંત્રિત થાય છે, અને રૂપાંતર ગેસમાં કાર્બન મોનોક્સાઇડ પાણી સાથે પ્રતિક્રિયા આપીને હાઇડ્રોજન અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ ઉત્પન્ન કરે છે.

યોગ્ય દબાણ અને તાપમાન હેઠળ, કુદરતી ગેસમાં રહેલા આલ્કેન રૂપાંતર ગેસ ઉત્પન્ન કરવા માટે શ્રેણીબદ્ધ રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓમાંથી પસાર થશે. રૂપાંતર ગેસ સ્વચાલિત નિયંત્રણ હેઠળ વિવિધ શોષકોથી સજ્જ PAS ઉપકરણમાંથી પસાર થયા પછી, કાર્બન મોનોક્સાઇડ, કાર્બન ડાયોક્સાઇડ અને અન્ય અશુદ્ધિઓને શોષણ ટાવર દ્વારા શોષવામાં આવશે, અને હાઇડ્રોજનને ગેસ વપરાશકાર એકમમાં મોકલવામાં આવશે જેથી અશુદ્ધિઓના શોષકને શોષી શકાય. ડિસોર્પ્શન પછી, વિશ્લેષણાત્મક ગેસને ઇંધણ તરીકે શિફ્ટ ફર્નેસમાં મોકલી શકાય છે, અને શોષકને પણ પુનર્જીવિત કરી શકાય છે.

મુખ્ય પ્રતિક્રિયા સૂત્ર નીચે મુજબ છે:

કુદરતી ગેસ અને પાણી 800 ~ 900 ℃ પર પ્રતિક્રિયા આપે છે અને નિકલ ઓક્સાઇડ ઉત્પ્રેરક કાર્બન મોનોક્સાઇડ અને હાઇડ્રોજન ઉત્પન્ન કરે છે.

પ્રતિક્રિયા સૂત્ર છે: CH4 + H2O → CO + H2-Q

કાર્બન મોનોક્સાઇડ અને પાણી 300-400 ℃ પર ફેરિક ઓક્સાઇડ ઉત્પ્રેરક સાથે પ્રતિક્રિયા આપીને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ અને હાઇડ્રોજન ઉત્પન્ન કરે છે.

પ્રતિક્રિયા સૂત્ર છે: CO + H2O → CO2 + H2 + Q

વધુમાં, તૈયારી પ્રક્રિયામાં સંબંધિત તકનીકી સૂચકાંક આવશ્યકતાઓ નીચે મુજબ છે:

દબાણ સામાન્ય રીતે 1.5 ~ 2.5 MPa હોય છે, અને કુદરતી ગેસનો એકમ વપરાશ 0.4 ~ 0.5 m3 / m3 હાઇડ્રોજન હોય છે; સંચાલન સમય: > 8000h; ઔદ્યોગિક સ્કેલ: 1000 m3 / H ~ 100000 m3 / h.

૧.૨ કુદરતી ગેસ હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન પ્રક્રિયા

કુદરતી ગેસની હાઇડ્રોજન ઉત્પાદન પ્રક્રિયામાં મુખ્યત્વે ચાર પ્રક્રિયાઓનો સમાવેશ થાય છે: ફીડ ગેસ પ્રીટ્રીટમેન્ટ, કુદરતી ગેસ સ્ટીમ કન્વર્ઝન, કાર્બન મોનોક્સાઇડ કન્વર્ઝન અને હાઇડ્રોજન શુદ્ધિકરણ.

પહેલું પગલું કાચા માલની પ્રીટ્રીટમેન્ટ પગલું છે. અહીં પ્રીટ્રીટમેન્ટ મુખ્યત્વે કાચા ગેસના ડિસલ્ફ્યુરાઇઝેશનનો ઉલ્લેખ કરે છે. વાસ્તવિક પ્રક્રિયા કામગીરીમાં, કુદરતી ગેસ કોબાલ્ટ મોલિબ્ડેનમ હાઇડ્રોજનેશન શ્રેણી ઝીંક ઓક્સાઇડનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે કુદરતી ગેસમાં રહેલા કાર્બનિક સલ્ફરને અકાર્બનિક સલ્ફરમાં રૂપાંતરિત કરવા અને પછી તેને દૂર કરવા માટે ડિસલ્ફ્યુરાઇઝર તરીકે થાય છે. અહીં સારવાર કરાયેલ કાચા કુદરતી ગેસનો પ્રવાહ મોટો છે, તેથી ઉચ્ચ દબાણવાળા કુદરતી ગેસ સ્ત્રોતનો ઉપયોગ કરી શકાય છે અથવા કુદરતી ગેસ કોમ્પ્રેસર પસંદ કરતી વખતે મોટા માર્જિનનો વિચાર કરી શકાય છે.

બીજું પગલું કુદરતી ગેસનું વરાળ રૂપાંતર છે. કુદરતી ગેસમાં રહેલા આલ્કેન્સને કાર્બન મોનોક્સાઇડ અને હાઇડ્રોજનના મુખ્ય ઘટકો સાથે ફીડ ગેસમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે રિફોર્મરમાં નિકલ ઉત્પ્રેરકનો ઉપયોગ થાય છે.

પછી, કાર્બન મોનોક્સાઇડ ઉત્પ્રેરકની હાજરીમાં પાણીની વરાળ સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને રૂપાંતરિત થાય છે જેથી હાઇડ્રોજન અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ ઉત્પન્ન થાય અને રૂપાંતર ગેસ મળે જેના મુખ્ય ઘટકો હાઇડ્રોજન અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ છે. વિવિધ રૂપાંતર તાપમાન અનુસાર, કાર્બન મોનોક્સાઇડની રૂપાંતર પ્રક્રિયાને બે પ્રકારમાં વિભાજિત કરી શકાય છે: મધ્યમ તાપમાન રૂપાંતર અને ઉચ્ચ તાપમાન રૂપાંતર. ઉચ્ચ તાપમાન રૂપાંતર તાપમાન લગભગ 360 ℃ છે, અને મધ્યમ તાપમાન રૂપાંતર પ્રક્રિયા લગભગ 320 ℃ છે. તકનીકી પ્રતિ-પગલા વિકાસ સાથે, તાજેતરના વર્ષોમાં કાર્બન મોનોક્સાઇડ ઉચ્ચ-તાપમાન રૂપાંતર અને નીચા-તાપમાન રૂપાંતરની બે-તબક્કાની પ્રક્રિયા સેટિંગ અપનાવવામાં આવી છે, જે સંસાધનોના વપરાશને વધુ બચાવી શકે છે. જો કે, રૂપાંતર ગેસમાં કાર્બન મોનોક્સાઇડનું પ્રમાણ વધારે ન હોય તેવા કિસ્સામાં, ફક્ત મધ્યમ તાપમાન રૂપાંતર અપનાવી શકાય છે.

છેલ્લું પગલું હાઇડ્રોજનનું શુદ્ધિકરણ છે. હવે સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતી હાઇડ્રોજન શુદ્ધિકરણ પ્રણાલી PAS સિસ્ટમ છે, જેને PSA શુદ્ધિકરણ અને વિભાજન પ્રણાલી તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે. આ સિસ્ટમમાં ઓછી ઉર્જા વપરાશ, સરળ પ્રક્રિયા અને હાઇડ્રોજન ઉત્પાદનની ઉચ્ચ શુદ્ધતા છે. સૌથી વધુ, હાઇડ્રોજનની શુદ્ધતા 99.99% સુધી પહોંચી શકે છે.