Մենք հաջողությամբ ավարտեցինք Sinopec-ի 300 Նմ3/ժ հզորությամբ բաշխված հարուստ մեթան գազով ջրածնի արտադրության կայանի արտադրությունը և մատակարարման արարողությունը։ Այստեղ կցանկանայի համառոտ ներկայացնել բնական գազից ջրածնի արտադրության գործընթացը։
Էներգիայի սպառման ինտենսիվացման հետ մեկտեղ, նոր էներգիայի որոնումը դարձել է կարևոր խնդիր: Որպես ամենաներուժային էներգիա, ջրածինն ունի աղբյուրների լայն տեսականի, գրեթե առանց աղտոտման, բարձր փոխակերպման արդյունավետություն և լայն կիրառման հեռանկարներ: Բնական գազից ջրածնի արտադրությունը կարող է որոշակիորեն մեղմել Չինաստանի էներգետիկ ճգնաժամը և հետագայում նպաստել Չինաստանի էներգաօգտագործման կառուցվածքի վերափոխմանը:
Այս աշխատանքը կանդրադառնա բնական գազից ջրածնի արտադրության սկզբունքին, բնական գազից ջրածնի արտադրության գործընթացին և տեխնոլոգիային, բնական գազից ջրածնի արտադրության տեխնոլոգիայի դասակարգմանը և բնական գազից ջրածնի արտադրության արժեքի հաշվառմանը։
1 Սկզբունքը և գործընթացը ջրածնի արտադրություն բնական գազից
1.1Բնական գազից ջրածնի ստացման սկզբունքը
Բնական գազի ջրածնի արտադրության գործընթացի սկզբունքն այն է, որ նախ բնական գազը նախնականորեն մաքրվի, այնուհետև մեթանը և գոլորշին ռեֆորմատորում վերածվեն ածխածնի մոնօքսիդի և ջրածնի, իսկ ածխածնի մոնօքսիդը փոխակերպվի ածխաթթու գազի և ջրածնի՝ հերթափոխային աշտարակում՝ թափոնային ջերմության վերականգնումից հետո: Այս գործընթացի տեխնոլոգիայի հիմքում ընկած է բնական գազի գոլորշու փոխակերպման տեխնոլոգիան: Հերթափոխային աշտարակում ռեակցիայի ջերմաստիճանը կարգավորվում է կատալիզատորի առկայությամբ, և փոխակերպման գազի մեջ պարունակվող ածխածնի մոնօքսիդը փոխազդում է ջրի հետ՝ առաջացնելով ջրածին և ածխաթթու գազ:
Համապատասխան ճնշման և ջերմաստիճանի դեպքում բնական գազի ալկանները կենթարկվեն մի շարք քիմիական ռեակցիաների՝ փոխակերպման գազ ստանալու համար: Փոխակերպման գազը ավտոմատ կառավարման ներքո գտնվող տարբեր ադսորբենտներով հագեցած PAS սարքի միջով անցնելուց հետո, ածխածնի մոնօքսիդը, ածխաթթու գազը և այլ խառնուրդներ կադսորբվեն ադսորբցիոն աշտարակի կողմից, իսկ ջրածինը կուղարկվի գազ սպառող բլոկ՝ խառնուրդների ադսորբենտը կլանելու համար: Դեսորբցիայից հետո վերլուծական գազը կարող է ուղարկվել հերթափոխային վառարան որպես վառելիք, և ադսորբենտը կարող է նաև վերականգնվել:
Հիմնական ռեակցիայի բանաձևը հետևյալն է.
Բնական գազը և ջուրը փոխազդում են 800-900℃ ջերմաստիճանում և նիկելի օքսիդի կատալիզատորի միջոցով՝ առաջացնելով ածխածնի մոնօքսիդ և ջրածին։
Ռեակցիայի բանաձևն է՝ CH4 + H2O → CO + H2-Q
Ածխածնի մոնօքսիդը և ջուրը 300-400 ℃ ջերմաստիճանում փոխազդում են երկաթի օքսիդի կատալիզատորի հետ՝ առաջացնելով ածխաթթու գազ և ջրածին։
Ռեակցիայի բանաձևը՝ CO + H2O → CO2 + H2 + Q
Բացի այդ, նախապատրաստման գործընթացում համապատասխան տեխնիկական ինդեքսի պահանջները հետևյալն են.
Ճնշումը սովորաբար 1.5 ~ 2.5 ՄՊա է, իսկ բնական գազի միավորային սպառումը 0.4 ~ 0.5 մ3 / մ3 ջրածին է։ Աշխատանքային ժամանակը՝ > 8000 ժամ։ Արդյունաբերական մասշտաբ՝ 1000 մ3 / ժամ ~ 100000 մ3 / ժամ։
1.2 Բնական գազի ջրածնի արտադրության գործընթաց
Բնական գազի ջրածնի արտադրության գործընթացը հիմնականում ներառում է չորս գործընթաց՝ մատակարարման գազի նախնական մշակում, բնական գազի գոլորշու փոխակերպում, ածխածնի մոնօքսիդի փոխակերպում և ջրածնի մաքրում:
Առաջին քայլը հումքի նախնական մշակումն է: Այստեղ նախնական մշակումը հիմնականում վերաբերում է հում գազի ծծմբազերծմանը: Իրական գործընթացում բնական գազի կոբալտ-մոլիբդենային հիդրոգենացման շարքի ցինկի օքսիդը սովորաբար օգտագործվում է որպես ծծմբազերծիչ՝ բնական գազի մեջ օրգանական ծծումբը անօրգանական ծծմբի վերածելու և այնուհետև այն հեռացնելու համար: Այստեղ մշակված հում բնական գազի հոսքը մեծ է, ուստի բնական գազի կոմպրեսոր ընտրելիս կարող է օգտագործվել բարձր ճնշման բնական գազի աղբյուր կամ հաշվի առնվել մեծ շահույթ:
Երկրորդ քայլը բնական գազի գոլորշու փոխակերպումն է: Նիկելի կատալիզատորն օգտագործվում է ռեֆորմատորում՝ բնական գազի ալկանները ածխածնի մոնօքսիդի և ջրածնի հիմնական բաղադրիչներով սնուցող գազի վերածելու համար:
Այնուհետև, ածխածնի մոնօքսիդը կատալիզատորի առկայությամբ փոխակերպվում է ջրային գոլորշու հետ՝ առաջացնելով ջրածին և ածխաթթու գազ՝ ստանալով փոխակերպման գազ, որի հիմնական բաղադրիչներն են ջրածինը և ածխաթթու գազը: Տարբեր փոխակերպման ջերմաստիճանների համաձայն, ածխածնի մոնօքսիդի փոխակերպման գործընթացը կարելի է բաժանել երկու տեսակի՝ միջին ջերմաստիճանի փոխակերպում և բարձր ջերմաստիճանի փոխակերպում: Բարձր ջերմաստիճանի փոխակերպման ջերմաստիճանը մոտ 360 ℃ է, իսկ միջին ջերմաստիճանի փոխակերպման գործընթացը՝ մոտ 320 ℃: Տեխնիկական հակազդեցությունների զարգացման հետ մեկտեղ, վերջին տարիներին ընդունվել է ածխածնի մոնօքսիդի բարձր ջերմաստիճանի և ցածր ջերմաստիճանի փոխակերպման երկաստիճան գործընթաց, որը կարող է էլ ավելի խնայել ռեսուրսների սպառումը: Այնուամենայնիվ, այն դեպքում, երբ փոխակերպման գազում ածխածնի մոնօքսիդի պարունակությունը բարձր չէ, կարող է կիրառվել միայն միջին ջերմաստիճանի փոխակերպումը:
Վերջին քայլը ջրածնի մաքրումն է: Այժմ ամենատարածված ջրածնի մաքրման համակարգը PAS համակարգն է, որը հայտնի է նաև որպես PSA մաքրման և տարանջատման համակարգ: Այս համակարգն ունի ցածր էներգիայի սպառում, պարզ գործընթաց և ջրածնի արտադրության բարձր մաքրություն: Առավելագույն մաքրության դեպքում ջրածնի մաքրությունը կարող է հասնել 99.99%-ի:
Հրապարակման ժամանակը. Նոյեմբերի 11-2021