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परिचय
प्राकृतिक गैस से हाइड्रोजन उत्पादन की प्रक्रिया में मुख्य रूप से चार प्रक्रियाएं शामिल हैं: फीड गैस का पूर्व-उपचार, प्राकृतिक गैस भाप का रूपांतरण, कार्बन मोनोऑक्साइड का रूपांतरण और हाइड्रोजन का शुद्धिकरण।
पहला चरण कच्चे माल का पूर्व-उपचार है। यहाँ पूर्व-उपचार का मुख्य अर्थ कच्चे गैस का सल्फर-मुक्त करना है। वास्तविक प्रक्रिया में, प्राकृतिक गैस कोबाल्ट मोलिब्डेनम हाइड्रोजनीकरण श्रृंखला के जिंक ऑक्साइड का उपयोग आमतौर पर सल्फर-मुक्त करने के लिए किया जाता है, ताकि प्राकृतिक गैस में मौजूद कार्बनिक सल्फर को अकार्बनिक सल्फर में परिवर्तित करके उसे हटाया जा सके। यहाँ संसाधित होने वाली कच्ची प्राकृतिक गैस की मात्रा अधिक होती है, इसलिए उच्च दाब वाले प्राकृतिक गैस स्रोत का उपयोग किया जा सकता है या प्राकृतिक गैस कंप्रेसर का चयन करते समय पर्याप्त दाब का ध्यान रखा जा सकता है।
दूसरा चरण प्राकृतिक गैस का भाप रूपांतरण है। प्राकृतिक गैस में मौजूद एल्केन्स को कार्बन मोनोऑक्साइड और हाइड्रोजन के मुख्य घटकों वाली फीड गैस में परिवर्तित करने के लिए रिफॉर्मर में निकेल उत्प्रेरक का उपयोग किया जाता है।
इसके बाद, कार्बन मोनोऑक्साइड उत्प्रेरक की उपस्थिति में जल वाष्प के साथ अभिक्रिया करके हाइड्रोजन और कार्बन डाइऑक्साइड उत्पन्न करती है, जिससे परिवर्तित गैस प्राप्त होती है जिसके मुख्य घटक हाइड्रोजन और कार्बन डाइऑक्साइड होते हैं। विभिन्न रूपांतरण तापमानों के आधार पर, कार्बन मोनोऑक्साइड के रूपांतरण की प्रक्रिया को दो प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: मध्यम तापमान रूपांतरण और उच्च तापमान रूपांतरण। उच्च तापमान रूपांतरण का तापमान लगभग 360 ℃ होता है, जबकि मध्यम तापमान रूपांतरण की प्रक्रिया का तापमान लगभग 320 ℃ होता है। तकनीकी उपायों के विकास के साथ, हाल के वर्षों में कार्बन मोनोऑक्साइड के उच्च तापमान रूपांतरण और निम्न तापमान रूपांतरण की दो-चरणीय प्रक्रिया को अपनाया गया है, जिससे संसाधनों की खपत में और अधिक बचत हो सकती है। हालांकि, यदि परिवर्तित गैस में कार्बन मोनोऑक्साइड की मात्रा अधिक नहीं है, तो केवल मध्यम तापमान रूपांतरण ही अपनाया जा सकता है।
अंतिम चरण हाइड्रोजन का शुद्धिकरण है। आजकल सबसे अधिक उपयोग में आने वाली हाइड्रोजन शुद्धिकरण प्रणाली पीएएस प्रणाली है, जिसे पीएसए शुद्धिकरण एवं पृथक्करण प्रणाली भी कहा जाता है। इस प्रणाली में ऊर्जा की खपत कम होती है, प्रक्रिया सरल है और हाइड्रोजन की शुद्धता उच्च स्तर की होती है। उच्चतम स्तर पर हाइड्रोजन की शुद्धता 99.99% तक पहुँच सकती है।
मुख्य प्रक्रिया उपकरण
| क्रमांक | उपकरण का नाम | मुख्य विशिष्टताएँ | मुख्य सामग्री | इकाई भार टन | मात्रा | टिप्पणी |
| Ⅰ | प्राकृतिक गैस भाप रूपांतरण अनुभाग | |||||
| 1 | रिफॉर्मर भट्टी | 1 सेट | ||||
| थर्मल लोड | विकिरण अनुभाग: 0.6 मेगावाट | |||||
| संवहन अनुभाग: 0.4 मेगावाट | ||||||
| बर्नर | ऊष्मा भार: 1.5 मेगावाट/सेट | यौगिक सामग्री | 1 | |||
| उच्च तापमान सुधारक ट्यूब | एचपी-एनबी | |||||
| ऊपरी चोटी | 304एसएस | 1 सेट | ||||
| निचली चोटी | इनकोलोय | 1 सेट | ||||
| संवहन अनुभाग ऊष्मा विनिमयकर्ता | ||||||
| मिश्रित कच्चे माल का पूर्व-तापन | 304एसएस | 1 समूह | ||||
| फ़ीड गैस पूर्व-तापन | 15 करोड़ रुपये | 1 समूह | ||||
| फ्लू गैस अपशिष्ट बॉयलर | 15 करोड़ रुपये | 1 समूह | ||||
| विविध | इनकोलोय | 1 समूह | ||||
| 2 | चिमनी | DN300 H=7000 | 20# | 1 | ||
| डिजाइन तापमान: 300 ℃ | ||||||
| डिजाइन दबाव: परिवेशी दबाव | ||||||
| 3 | डीसल्फराइजेशन टावर | Φ400 H=2000 | 15 करोड़ रुपये | 1 | ||
| डिजाइन तापमान: 400 ℃ | ||||||
| डिजाइन दबाव: 2.0 एमपीए | ||||||
| 4 | रूपांतरण गैस अपशिष्ट बॉयलर | Φ200/Φ400 H=3000 | 15 करोड़ रुपये | 1 | ||
| डिजाइन तापमान: 900 ℃ / 300 ℃ | ||||||
| डिजाइन दबाव: 2.0 एमपीए | ||||||
| ऊष्मा भार: 0.3 मेगावाट | ||||||
| गर्म पक्ष: उच्च तापमान रूपांतरण गैस | ||||||
| ठंडा भाग: बॉयलर का पानी | ||||||
| 5 | बॉयलर फीड पंप | Q=1 मीटर3/एच | 1 करोड़ 13 | 2 | 1+1 | |
| डिजाइन तापमान: 80 ℃ | ||||||
| प्रवेश दाब: 0.01 एमपीए | ||||||
| आउटलेट दबाव: 3.0MPa | ||||||
| विस्फोट रोधी मोटर: 5.5 किलोवाट | ||||||
| 6 | बॉयलर फीड वाटर प्रीहीटर | Q=0.15MW | 304एसएस/20आर | 1 | बाल के लिये कांटा | |
| डिजाइन तापमान: 300 ℃ | ||||||
| डिजाइन दबाव: 2.0 एमपीए | ||||||
| गर्म पक्ष: रूपांतरण गैस | ||||||
| ठंडा भाग: खारा पानी | ||||||
| 7 | रिफॉर्मिंग गैस वॉटर कूलर | Q=0.15MW | 304एसएस/20आर | 1 | ||
| डिजाइन तापमान: 180 ℃ | ||||||
| डिजाइन दबाव: 2.0 एमपीए | ||||||
| गर्म पक्ष: रूपांतरण गैस | ||||||
| ठंडा भाग: परिसंचारी शीतलन जल | ||||||
| 8 | रिफॉर्मिंग गैस जल विभाजक | Φ300 H=1300 | 16एमएनआर | 1 | ||
| डिजाइन तापमान: 80 ℃ | ||||||
| डिजाइन दबाव: 2.0 एमपीए | ||||||
| डेमिस्टर: 304एसएस | ||||||
| 9 | खुराक प्रणाली | फास्फेट | क्यू235 | 1 सेट | ||
| डीऑक्सीडाइज़र | ||||||
| 10 | विलवणीकरण टैंक | Φ1200 H=1200 | क्यू235 | 1 | ||
| डिजाइन तापमान: 80 ℃ | ||||||
| डिजाइन दबाव: परिवेशी दबाव | ||||||
| 11 | प्राकृतिक गैस कंप्रेसर | निकास मात्रा: 220 मिलीलीटर3 / एच | ||||
| चूषण दाब: 0.02mpag | ||||||
| निकास दबाव: 1.7mpag | ||||||
| तेल रहित स्नेहन | ||||||
| विस्फोट रोधी मोटर | ||||||
| मोटर की शक्ति: 30 किलोवाट | ||||||
| 12 | प्राकृतिक गैस बफर टैंक | Φ300 H=1000 | 16एमएनआर | 1 | ||
| डिजाइन तापमान: 80 ℃ | ||||||
| डिजाइन दबाव: 0.6 एमपीए | ||||||
| Ⅱ | पीएसए भाग | |||||
| 1 | अधिशोषण टावर | DN700 H=4000 | 16एमएनआर | 5 | ||
| डिजाइन तापमान: 80 ℃ | ||||||
| डिजाइन दबाव: 2.0 एमपीए | ||||||
| 2 | विशोषण गैस बफर टैंक | DN2200 H=10000 | 20आर | 1 | ||
| डिजाइन तापमान: 80 ℃ | ||||||
| डिजाइन दबाव: 0.2 एमपीए |
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