प्राकृतिक गैस से हाइड्रोजन उत्पादन की प्रौद्योगिकियाँ

रुद्धोष्म की सबसे प्रमुख विशेषता प्राकृतिक गैस को हाइड्रोजन में परिवर्तित करनाअधिकांश कच्चे माल की अभिक्रियाएँ मूलतः आंशिक ऑक्सीकरण अभिक्रियाएँ होती हैं, और गति नियंत्रण चरण एक तीव्र आंशिक ऑक्सीकरण अभिक्रिया बन गया है, जिससे प्राकृतिक गैस हाइड्रोजन उत्पादन इकाई की उत्पादन क्षमता में काफी सुधार हुआ है। प्राकृतिक गैस के रुद्धोष्म रूपांतरण द्वारा हाइड्रोजन उत्पादन प्रक्रिया में ऑक्सीजन स्रोत के रूप में सस्ती हवा का उपयोग किया जाता है। ऑक्सीजन वितरक युक्त डिज़ाइन किया गया रिएक्टर उत्प्रेरक बेड की हॉट स्पॉट समस्या और ऊर्जा के उचित वितरण को हल कर सकता है। बेड में हॉट स्पॉट की कमी के कारण उत्प्रेरक पदार्थों की अभिक्रिया स्थिरता में काफी सुधार हुआ है। हाइड्रोजनीकरण स्टेशन में प्राकृतिक गैस के रुद्धोष्म रूपांतरण द्वारा हाइड्रोजन उत्पादन की लघु-स्तरीय ऑन-साइट हाइड्रोजन उत्पादन क्षमता इसकी मजबूत उत्पादन क्षमता को बेहतर ढंग से दर्शाती है। इस नई प्रक्रिया में कम समय में पूरी होने वाली प्रक्रिया और सरल संचालन इकाई के लाभ हैं, और यह लघु-स्तरीय ऑन-साइट हाइड्रोजन उत्पादन इकाई के निवेश और हाइड्रोजन उत्पादन लागत को काफी कम कर सकती है।
प्राकृतिक गैस का हाइड्रोजन में आंशिक ऑक्सीकरण। पारंपरिक स्टीम रिफॉर्मिंग विधि की तुलना में, प्राकृतिक गैस के उत्प्रेरक आंशिक ऑक्सीकरण से सिंथेटिक गैस (सिन्गैस) का उत्पादन कम ऊर्जा खपत करता है और रिएक्टर को तैयार करने के लिए अत्यंत सस्ते रिफ्रैक्टरी का उपयोग करता है। हालांकि, शुद्ध ऑक्सीजन की अधिक मात्रा के कारण, प्राकृतिक गैस के उत्प्रेरक आंशिक ऑक्सीकरण से हाइड्रोजन उत्पादन में वायु पृथक्करण इकाई का महंगा निवेश और ऑक्सीजन उत्पादन लागत बढ़ जाती है। उच्च तापमान वाले अकार्बनिक सिरेमिक ऑक्सीजन पारगम्य झिल्ली का उपयोग प्राकृतिक गैस के उत्प्रेरक आंशिक ऑक्सीकरण के लिए रिएक्टर के रूप में किया गया, जिससे कम लागत में ऑक्सीजन उत्पादन के साथ-साथ प्राकृतिक गैस के उत्प्रेरक आंशिक ऑक्सीकरण से हाइड्रोजन उत्पादन भी संभव हो सका। प्रारंभिक तकनीकी और आर्थिक मूल्यांकन के परिणाम दर्शाते हैं कि पारंपरिक उत्पादन प्रक्रिया की तुलना में, इकाई निवेश लगभग 25-30% और उत्पादन लागत 30-50% तक कम हो जाएगी।
प्राकृतिक गैस के उच्च तापमान पर विखंडन से हाइड्रोजन का उत्पादन। प्राकृतिक गैस के पायरोलिसिस से हाइड्रोजन उत्पादन उच्च तापमान पर प्राकृतिक गैस का उत्प्रेरक अपघटन करके हाइड्रोजन और कार्बन में परिवर्तित करना है। इस प्रक्रिया को जीवाश्म ईंधन और नवीकरणीय ऊर्जा के बीच एक संक्रमणकालीन प्रक्रिया माना जाता है क्योंकि इसमें कार्बन डाइऑक्साइड का उत्पादन नहीं होता है। लियाओहे ऑयलफील्ड ने प्राकृतिक गैस के उच्च तापमान पर उत्प्रेरक विखंडन से हाइड्रोजन उत्पादन पर व्यापक शोध कार्य किया है। उत्पादित कार्बन के विशिष्ट महत्वपूर्ण उपयोग और व्यापक बाजार संभावनाएं हैं।
प्राकृतिक गैस के स्वतापीय सुधार द्वारा हाइड्रोजन का उत्पादन। सुधार प्रक्रिया की तुलना में, यह प्रक्रिया बाह्य तापन को स्व-तापन में बदल देती है, जिससे अभिक्रिया ऊष्मा का उपयोग अधिक तर्कसंगत होता है। सिद्धांत यह है कि ऊष्माक्षेपी प्राकृतिक गैस दहन अभिक्रिया और प्रबल ऊष्माशोषी प्राकृतिक गैस भाप सुधार अभिक्रिया को रिएक्टर में संयोजित किया जाता है, जिससे अभिक्रिया प्रणाली स्वयं ही तापन प्राप्त कर लेती है। इसके अतिरिक्त, चूंकि स्वतापीय सुधार रिएक्टर में प्रबल ऊष्माक्षेपी अभिक्रिया और प्रबल ऊष्माशोषी अभिक्रिया चरणबद्ध रूप से संपन्न होती हैं, इसलिए रिएक्टर को उच्च तापमान वाले स्टेनलेस स्टील पाइप की आवश्यकता होती है, जिसके कारण प्राकृतिक गैस स्वतापीय सुधार अभिक्रिया प्रक्रिया में उच्च इकाई निवेश और कम उत्पादन क्षमता जैसी कमियां हैं।