Sikeresen befejeztük a Sinopec elosztott, gazdag metángázos hidrogéntermelő üzemének 300 Nm3/h kapacitású gyártását és átadási ünnepségét. Itt szeretnék röviden bemutatni a földgázból történő hidrogéntermelés folyamatát.
Az energiafogyasztás intenzívebbé válásával az új energiaforrások felkutatása fontos feladattá vált. A hidrogén, mint a legnagyobb potenciállal rendelkező energiaforrás, széleskörű forrásokkal, szinte semmilyen szennyezéssel, magas konverziós hatásfokkal és széleskörű alkalmazási lehetőségekkel rendelkezik. A földgázból előállított hidrogén bizonyos mértékig enyhítheti Kína energiaválságát, és tovább elősegítheti Kína energiafelhasználási szerkezetének átalakulását.
Ez a tanulmány a földgázból történő hidrogéntermelés elvére, a földgázból történő hidrogéntermelés folyamatára és technológiájára, a földgázból történő hidrogéntermelés technológiájának osztályozására, valamint a földgázból történő hidrogéntermelés költségszámítására összpontosít.
1 Az alapelv és a folyamat hidrogéntermelés földgázból
1.1A hidrogéntermelés alapelve földgázból
A földgázhidrogén-előállítási folyamat alapelve, hogy először a földgázt előkezelik, majd a metánt és a gőzt szén-monoxiddá és hidrogénné alakítják a reformerben, majd a hulladékhő-visszanyerés után a szén-monoxidot szén-dioxiddá és hidrogénné alakítják a váltótoronyban. Ennek a folyamattechnológiának az alapja a földgázgőz-konverziós technológia. A váltótoronyban a reakcióhőmérsékletet katalizátor jelenlétében szabályozzák, és a konverziós gázban lévő szén-monoxid vízzel reagálva hidrogént és szén-dioxidot termel.
Megfelelő nyomás és hőmérséklet alatt a földgázban lévő alkánok kémiai reakciók sorozatán mennek keresztül, konverziós gázt hozva létre. Miután a konverziós gáz áthalad egy automatikus vezérlésű, különféle adszorbensekkel felszerelt PAS-berendezésen, a szén-monoxidot, a szén-dioxidot és más szennyeződéseket az adszorpciós torony adszorbeálja, és hidrogént juttat a gázfogyasztó egységbe, hogy adszorbeálja a szennyeződéseket az adszorbensen. A deszorpció után az analitikai gáz üzemanyagként a váltókemencébe juttatható, és az adszorbens regenerálható is.
A fő reakcióképlet a következő:
A földgáz és a víz 800 ~ 900 ℃-on reagál nikkel-oxid katalizátorral, szén-monoxidot és hidrogént termelve.
A reakcióképlet: CH4 + H2O → CO + H2-Q
A szén-monoxid és a víz 300-400 ℃-on reagál vas(III)-oxid katalizátorral, szén-dioxidot és hidrogént termelve.
A reakcióképlet: CO + H₂O → CO₂ + H₂ + Q
Ezenkívül az előkészítési folyamatban a vonatkozó műszaki indexkövetelmények a következők:
A nyomás általában 1,5 ~ 2,5 MPa, az egységnyi földgázfogyasztás pedig 0,4 ~ 0,5 m3 / m3 hidrogén; Üzemidő: > 8000 óra; Ipari méret: 1000 m3 / h ~ 100000 m3 / h.
1.2 Földgáz hidrogén előállítási folyamat
A földgáz hidrogéntermelési folyamata főként négy folyamatot foglal magában: a betáplált gáz előkezelését, a földgáz gőzös átalakítását, a szén-monoxid átalakítását és a hidrogéntisztítást.
Az első lépés a nyersanyag-előkezelés. Az előkezelés itt elsősorban a nyersgáz kéntelenítésére vonatkozik. A tényleges folyamatüzemeltetés során a földgáz kobalt-molibdén hidrogénezési sorozatú cink-oxidját általában kéntelenítőként használják a földgázban lévő szerves ként szervetlen kénné alakítására, majd eltávolítására. Az itt kezelt nyers földgáz áramlása nagy, így nagynyomású földgázforrás használható, vagy nagy tartalékot lehet figyelembe venni a földgázkompresszor kiválasztásakor.
A második lépés a földgáz gőzátalakítása. A reformerben nikkelkatalizátort használnak a földgázban lévő alkánok szén-monoxid és hidrogén fő alkotóelemeinek előállítására szolgáló gázzá alakítására.
Ezután a szén-monoxidot katalizátor jelenlétében vízgőzzel reagáltatják, hidrogént és szén-dioxidot termelve, így kapják az átalakítási gázt, amelynek fő alkotóelemei a hidrogén és a szén-dioxid. A különböző átalakítási hőmérsékletek szerint a szén-monoxid átalakítási folyamata két típusra osztható: közepes hőmérsékletű átalakítás és magas hőmérsékletű átalakítás. A magas hőmérsékletű átalakítási hőmérséklet körülbelül 360 ℃, a közepes hőmérsékletű átalakítási folyamat pedig körülbelül 320 ℃. A technikai ellenintézkedések fejlődésével az elmúlt években elterjedt a szén-monoxid magas hőmérsékletű átalakításának és alacsony hőmérsékletű átalakításának kétlépcsős folyamatbeállítása, ami tovább csökkentheti az erőforrások fogyasztását. Abban az esetben azonban, ha az átalakítási gáz szén-monoxid-tartalma nem magas, csak a közepes hőmérsékletű átalakítás alkalmazható.
Az utolsó lépés a hidrogén tisztítása. Jelenleg a leggyakrabban használt hidrogéntisztító rendszer a PAS rendszer, más néven PSA tisztító és elválasztó rendszer. Ez a rendszer alacsony energiafogyasztással, egyszerű eljárással és nagy tisztaságú hidrogéntermeléssel rendelkezik. A hidrogén tisztasága a legmagasabb szinten elérheti a 99,99%-ot.
Közzététel ideje: 2021. november 11.