A földgázból történő hidrogéntermelés előnyei az alacsony költség és a jelentős méretgazdaságosság. A földgázból történő hidrogéntermelés fejlettebb új folyamattechnológiájának kutatása és fejlesztése fontos garancia az olcsó hidrogénforrás problémájának megoldására. A földgáz, mint kiváló minőségű és tiszta ipari energiaforrás, fontos stratégiai jelentőséggel bír Kína energiafejlesztési folyamatában. Mivel a földgáz nemcsak fontos üzemanyag az emberek mindennapi életében, hanem számos kémiai másodlagos termék alapvető nyersanyaga is.
A földgázból előállított hidrogén egyike a számos földgázterméknek. A Liaohe olajmező, Kína harmadik legnagyobb olaj- és gázmezője, gazdag földgázforrásokban, különösen a központosított olaj- és gázfeldolgozó vállalkozásokban. Az olaj- és gáztermelés során jelentős mennyiségű száraz gázt tudunk előállítani, amely egyedülálló feltételeket biztosít a földgáz mélyfeldolgozásához. Szélesebb körű gyakorlati jelentőséggel bír a földgázból származó hidrogéntermelési folyamat fejlesztésének és népszerűsítésének előmozdításában.
1 A földgázból történő hidrogéntermelés kiválasztása és elméleti elemzése
Másodlagos kémiai termékként a hidrogént széles körben használják a gyógyszeriparban, a finomkémiai iparban, az elektronikai és az elektromos iparban. Különösen a hidrogén, mint az üzemanyagcellák előnyben részesített üzemanyaga, széleskörű piaci kilátásokkal rendelkezik majd a közlekedés és az energiatermelés területén a jövőben, és egyre fontosabb helyet foglal el a jövő energiastruktúrájában. A hagyományos hidrogéntermelési módszerek, mint például a könnyű szénhidrogén gőzkonverzió, a víz elektrolízise, a metanol krakkolása, a szén elgázosítása és az ammónia lebontása, viszonylag fejlettek. Van azonban „egy magas és két alacsony” probléma, mint például a magas költségek, az alacsony hozam és az alacsony munkaerő-hatékonyság. A Liaohe olajmező olaj- és gázkitermelése során olyan szénhidrogén-források vannak, mint a száraz gáz és a nafta. Ezzel a hidrogéntermelési módszerrel maximalizálható az erőforrások kihasználása. Ezenkívül a kapcsolódó földgáz fő összetevője a metán, amely szénhidrogén-gőzzel hidrogénné alakítható, nagy termelési tisztasággal és magas termelési hatékonysággal.
2. A hidrogén földgázból történő előállításának folyamatelve
A földgáz főbb feldolgozási folyamatai közé tartozik az atmoszférikus és vákuumdesztilláció, a katalitikus krakkolás, a katalitikus reformálás és az aromás vegyületek előállítása. Ugyanakkor magában foglalja a földgáz kitermelését, összegyűjtését, szállítását és tisztítását. Bizonyos nyomás, magas hőmérséklet és katalizátor hatására a földgázban lévő alkánok és gőz kémiai reakcióba lépnek. A reformáló gáz a kazánban lévő hőcsere után belép a konverterbe, ahol a CO-t H2-vé és CO2-vé alakítja. A hőcsere, a kondenzáció és a gőz-víz elválasztása után a gázt programvezérléssel egymás után átvezetik egy három specifikus adszorbenssel felszerelt adszorpciós toronyon, és az N2, Co, CH4 és CO2 nyomás alá kerül, majd nyomásingadozásos adszorpcióval (PSA) adszorbeálódik, hogy kivonja a termék hidrogénjét. A nyomáscsökkentési analízis során szennyeződéseket szabadítanak fel, és regenerálják az adszorbenst.
Reakcióképlet:
CH4 + H2O → CO + 3H2-q
CO + H₂O → CO₂ + H₂ + Q
Közzététel ideje: 2021. dec. 10.