מָבוֹא
תהליך ייצור המימן של גז טבעי כולל בעיקר ארבעה תהליכים: טיפול מקדים בגז הזנה, המרת קיטור לגז טבעי, המרת פחמן חד-חמצני וטיהור מימן.
השלב הראשון הוא טיפול מקדים בחומרי הגלם. הטיפול המקדים כאן מתייחס בעיקר להסרת גופרית של הגז הגולמי. בתהליך בפועל, גז טבעי מסוג קובלט מוליבדן מסדרת הידרוגנציה של תחמוצת אבץ משמש בדרך כלל כמסיר גופרית כדי להמיר את הגופרית האורגנית בגז הטבעי לגופרית אנאורגנית ולאחר מכן להסירה. זרימת הגז הטבעי הגולמי המטופל כאן גדולה, ולכן ניתן להשתמש במקור גז טבעי בלחץ גבוה או לקחת בחשבון מרווח גדול בעת בחירת מדחס גז טבעי.
השלב השני הוא המרת גז טבעי בקיטור. ברפורמר משתמשים בזרז ניקל כדי להמיר אלקאנים בגז טבעי לגז הזנה עם המרכיבים העיקריים של פחמן חד-חמצני ומימן.
לאחר מכן, פחמן חד-חמצני מומר ומגיב עם אדי מים בנוכחות זרז ליצירת מימן ופחמן דו-חמצני כדי לקבל את גז ההמרה שמרכיביו העיקריים הם מימן ופחמן דו-חמצני. בהתאם לטמפרטורות ההמרה השונות, ניתן לחלק את תהליך ההמרה של פחמן חד-חמצני לשני סוגים: המרה בטמפרטורה בינונית והמרה בטמפרטורה גבוהה. טמפרטורת ההמרה בטמפרטורה גבוהה היא כ-360 מעלות צלזיוס, ותהליך ההמרה בטמפרטורה בינונית הוא כ-320 מעלות צלזיוס. עם פיתוח אמצעי נגד טכניים, אומץ בשנים האחרונות תהליך דו-שלבי של המרה בטמפרטורה גבוהה ובטמפרטורה נמוכה של פחמן חד-חמצני, מה שיכול לחסוך עוד יותר בצריכת משאבים. עם זאת, במקרה שתכולת הפחמן החמצני בגז ההמרה אינה גבוהה, ניתן לאמץ רק המרה בטמפרטורה בינונית.
השלב האחרון הוא טיהור המימן. כיום מערכת טיהור המימן הנפוצה ביותר היא מערכת PAS, המכונה גם מערכת טיהור והפרדה של PSA. למערכת זו צריכת אנרגיה נמוכה, תהליך פשוט וטוהר ייצור מימן גבוה. בשיא, טוהר המימן יכול להגיע ל-99.99%.
ציוד תהליך עיקרי
| מספר זיהוי | שם הציוד | מפרט טכני ראשי | חומרים עיקריים | משקל יחידה טון | כמות | הערות |
| Ⅰ | מקטע המרת קיטור לגז טבעי | |||||
| 1 | תנור רפורמר | סט אחד | ||||
| עומס תרמי | סעיף קרינה: 0.6mW | |||||
| סעיף הסעה: 0.4mw | ||||||
| מַבעֵר | עומס חום: 1.5mw/סט | חומר מורכב | 1 | |||
| צינור רפורמר בטמפרטורה גבוהה | HP-Nb | |||||
| צמה עליונה | 304SS | סט אחד | ||||
| צמה תחתונה | אינקולוי | סט אחד | ||||
| מחליף חום מקטע הסעה | ||||||
| חימום מוקדם של חומרי גלם מעורבים | 304SS | קבוצה אחת | ||||
| חימום מוקדם של גז הזנה | 15CrMo | קבוצה אחת | ||||
| דוד פסולת גז פליטה | 15CrMo | קבוצה אחת | ||||
| סַעֶפֶת | אינקולוי | קבוצה אחת | ||||
| 2 | אֲרוּבָּה | DN300 גובה=7000 | 20# | 1 | ||
| טמפרטורת עיצוב: 300 ℃ | ||||||
| לחץ עיצובי: לחץ סביבתי | ||||||
| 3 | מגדל הסרת גופרית | Φ400H=2000 | 15CrMo | 1 | ||
| טמפרטורת עיצוב: 400 ℃ | ||||||
| לחץ עיצובי: 2.0MPa | ||||||
| 4 | דוד פסולת גז להמרה | Φ200/Φ400 גובה = 3000 | 15CrMo | 1 | ||
| טמפרטורת עיצוב: 900 ℃ / 300 ℃ | ||||||
| לחץ עיצובי: 2.0MPa | ||||||
| עומס חום: 0.3mw | ||||||
| צד חם: גז המרה בטמפרטורה גבוהה | ||||||
| צד קר: מי דוד | ||||||
| 5 | משאבת הזנה לדוד | Q=1m3/שעה | 1Cr13 | 2 | 1+1 | |
| טמפרטורת עיצוב: 80 ℃ | ||||||
| לחץ כניסה: 0.01 מגה פסקל | ||||||
| לחץ יציאה: 3.0MPa | ||||||
| מנוע חסין פיצוץ: 5.5 קילוואט | ||||||
| 6 | מחמם מים להזנת דוד | Q=0.15 מגה-וואט | 304SS/20R | 1 | מַכבֵּנָה | |
| טמפרטורת עיצוב: 300 ℃ | ||||||
| לחץ עיצובי: 2.0MPa | ||||||
| צד חם: גז המרה | ||||||
| צד קר: מים ללא מלח | ||||||
| 7 | רפורמה של מצנן מים בגז | Q=0.15 מגה-וואט | 304SS/20R | 1 | ||
| טמפרטורת עיצוב: 180 ℃ | ||||||
| לחץ עיצובי: 2.0MPa | ||||||
| צד חם: גז המרה | ||||||
| צד קר: מחזור מי קירור | ||||||
| 8 | רפורמה של מפריד גז ומים | Φ300 H=1300 | 16 מיליון דולר | 1 | ||
| טמפרטורת עיצוב: 80 ℃ | ||||||
| לחץ עיצובי: 2.0MPa | ||||||
| מסיר אדים: 304SS | ||||||
| 9 | מערכת מינון | פוֹספָט | Q235 | סט אחד | ||
| מנטרל חמצון | ||||||
| 10 | מיכל התפלה | Φ1200 H＝1200 | Q235 | 1 | ||
| טמפרטורת עיצוב: 80 ℃ | ||||||
| לחץ עיצובי: לחץ סביבתי | ||||||
| 11 | מדחס גז טבעי | נפח פליטה: 220 מ"ק3 / שעה | ||||
| לחץ יניקה: 0.02mpag | ||||||
| לחץ פליטה: 1.7mpag | ||||||
| שימון ללא שמן | ||||||
| מנוע חסין פיצוץ | ||||||
| כוח מנוע: 30 קילוואט | ||||||
| 12 | מיכל חיץ לגז טבעי | Φ300H=1000 | 16 מיליון דולר | 1 | ||
| טמפרטורת עיצוב: 80 ℃ | ||||||
| לחץ עיצובי: 0.6MPa | ||||||
| Ⅱ | חלק PSA | |||||
| 1 | מגדל ספיחה | DN700 גובה=4000 | 16 מיליון דולר | 5 | ||
| טמפרטורת עיצוב: 80 ℃ | ||||||
| לחץ עיצובי: 2.0MPa | ||||||
| 2 | מיכל חיץ גז דסורפציה | DN2200 גובה=10000 | 20R | 1 | ||
| טמפרטורת עיצוב: 80 ℃ | ||||||
| לחץ עיצובי: 0.2MPa |
