Produzione di idrogeno a Hengzhong con gas naturale o generatore di gas idrogeno

1. Principali parametri del dispositivo

1.1 Condizioni di progettazione
Nome della materia prima: gas naturale
Pressione della materia prima: 0,02 mpag (pressione relativa)
Temperatura della materia prima: temperatura ambiente
Composizione delle materie prime (provvisoria)

1.2 Requisiti tecnici per l'idrogeno prodotto
Capacità produttiva: 235 Nm³/h (500 kg/giorno)
Purezza dell'idrogeno: H2 ≥ 99,9%
Consumo di gas naturale: 110 m³/h (potere calorifico superiore a 8500 kcal/m³)
Pressione di uscita dell'idrogeno: ≥ 1,6 MPa
Temperatura di uscita: ≤ 40 ℃

1.3 Garanzia di prestazione
Tempo medio tra i guasti delle apparecchiature elettriche: 8000 ore
Flessibilità operativa del dispositivo: 30 ~ 110%
La durata di progetto delle apparecchiature statiche è di 15 anni

1.4 Disposizione generale
L'area di installazione del dispositivo esterno è di 26 m x 10 m = 260 m²

2. Unità di processo

2.1 Processo tecnologico
Compressione e conversione del gas naturale
Il gas naturale al di fuori del limite della batteria viene prima pressurizzato a 1,6 MPa dal compressore, quindi riscaldato a circa 380 °C dal preriscaldatore del gas di alimentazione nella sezione di convezione del forno di reforming a vapore e entra nel desolforatore per rimuovere lo zolfo presente nel gas di alimentazione al di sotto di 0,1 ppm. Il gas di alimentazione desolforato e il vapore di processo (3,0 MPa) vengono regolati dal preriscaldatore del gas misto secondo il valore automatico di H2O / ∑ C = 3 ~ 4, ulteriormente preriscaldati a oltre 510 °C e immessi uniformemente nel tubo di conversione dal tubo principale di raccolta del gas superiore e dal tubo di collegamento superiore. Nello strato catalitico, il metano reagisce con il vapore per generare CO e H2. Il calore necessario per la conversione del metano è fornito dalla miscela di combustibile bruciata nel bruciatore inferiore. La temperatura del gas convertito in uscita dal forno di reforming è di 850 ℃ e l'alta temperatura viene convertita in alta temperatura. Il gas chimico entra nel lato tubi della caldaia a recupero di calore per produrre vapore saturo a 3,0 MPa. La temperatura del gas di conversione proveniente dalla caldaia a recupero di calore scende a 300 ℃, quindi il gas di conversione entra in sequenza nel preriscaldatore dell'acqua di alimentazione della caldaia, nel raffreddatore dell'acqua del gas di conversione e nel separatore acqua-gas di conversione per separare la condensa dalla condensa di processo, e il gas di processo viene inviato al PSA.
Il gas naturale, utilizzato come combustibile, viene miscelato con il gas di adsorbimento-desorbimento a pressione variabile (PSAD), e il volume di gas combustibile immesso nel preriscaldatore viene regolato in base alla temperatura del gas all'uscita del forno di reforming. Dopo la regolazione del flusso, il gas combustibile entra nel bruciatore superiore per la combustione, fornendo calore al forno di reforming.
L'acqua desalinizzata viene preriscaldata dal preriscaldatore dell'acqua desalinizzata e dal preriscaldatore dell'acqua di alimentazione della caldaia, ed entra nel vapore di sottoprodotto della caldaia di recupero dei gas di combustione e della caldaia di reforming dei gas di combustione.
Per garantire che l'acqua di alimentazione della caldaia soddisfi i requisiti, è necessario aggiungere una piccola quantità di soluzione fosfatica e disossidante per migliorare la resistenza alle incrostazioni e alla corrosione dell'acqua. Il tamburo deve scaricare continuamente parte dell'acqua della caldaia per controllare la concentrazione totale di solidi disciolti nell'acqua al suo interno.

Adsorbimento a variazione di pressione
Il sistema PSA è costituito da cinque torri di adsorbimento. Una torre di adsorbimento è in funzione in un dato momento. I componenti come metano, anidride carbonica e monossido di carbonio presenti nel gas di conversione rimangono sulla superficie dell'adsorbente. L'idrogeno viene raccolto dalla sommità della torre di adsorbimento come componente non adsorbito e inviato all'esterno. L'adsorbente saturo di impurità viene desorbito attraverso la fase di rigenerazione. Dopo essere stato raccolto, viene inviato al forno di reforming come combustibile. Le fasi di rigenerazione della torre di adsorbimento sono composte da 12 passaggi: prima caduta uniforme, seconda caduta uniforme, terza caduta uniforme, scarico in avanti, scarico inverso, lavaggio, terza risalita uniforme, seconda risalita uniforme, prima risalita uniforme e risalita finale. Dopo la rigenerazione, la torre di adsorbimento è nuovamente in grado di trattare il gas di conversione e produrre idrogeno. Le cinque torri di adsorbimento si alternano nell'esecuzione delle fasi sopra descritte per garantire un trattamento continuo. L'obiettivo è convertire il gas e produrre idrogeno in modo continuo e simultaneo.

2.2 Apparecchiature principali del processo

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