טקס מסירת מפעל לייצור מימן עשיר בגז מתאן של סינופק

השלמנו בהצלחה את טקס הייצור והאספקה ​​של מפעל ייצור מימן בגז מתאן עשיר מבוזר של סינופק בהספק של 300 ניוטון-מטר מעוקב לשעה. כאן ברצוני לתת הקדמה קצרה לתהליך ייצור המימן מגז טבעי.

עם העלייה בצריכת האנרגיה, מציאת אנרגיה חדשה הפכה למשימה חשובה. כאנרגיה בעלת הפוטנציאל הגבוה ביותר, למימן מגוון רחב של מקורות, כמעט ללא זיהום, יעילות המרה גבוהה וסיכויי יישום רחבים. ייצור מימן מגז טבעי יכול להקל במידה מסוימת על משבר האנרגיה של סין ולקדם עוד יותר את השינוי במבנה ניצול האנרגיה של סין.

מאמר זה יתמקד בעיקרון ייצור המימן מגז טבעי, בתהליך ובטכנולוגיה של ייצור מימן מגז טבעי, בסיווג טכנולוגיית ייצור מימן מגז טבעי ובחשבונאות עלויות של ייצור מימן מגז טבעי.

1 עקרון ותהליך של ייצור מימן מגז טבעי

1.1עקרון ייצור המימן מגז טבעי

עקרון תהליך ייצור המימן בגז טבעי הוא טיפול מקדים של גז טבעי תחילה, לאחר מכן המרת מתאן וקיטור לפחמן חד-חמצני ומימן ברפורמר, והמרת פחמן חד-חמצני לפחמן דו-חמצני ומימן במגדל ההזזה לאחר שחזור חום פסולת. הבסיס של טכנולוגיית תהליך זו מתממשת על בסיס טכנולוגיית המרת קיטור בגז טבעי. במגדל ההזזה, טמפרטורת התגובה נשלטת בנוכחות זרז, והפחמן החד-חמצני בגז ההמרה מגיב עם מים לייצור מימן ופחמן דו-חמצני.

תחת לחץ וטמפרטורה מתאימים, אלקאנים בגז טבעי יעברו סדרה של תגובות כימיות כדי לייצר גז המרה. לאחר שגז ההמרה יעבור דרך התקן PAS המצויד בחומרי ספיחה שונים תחת בקרה אוטומטית, פחמן חד-חמצני, פחמן דו-חמצני וזיהומים אחרים ייספחו על ידי מגדל הספיחה, ומימן יישלח ליחידת צריכת הגז כדי לספוג את הזיהומים מהחומרי הספיחה. לאחר הספיחה, ניתן לשלוח את הגז האנליטי לתנור ההזזה כדלק, וניתן גם לחדש את החומר הספיחה.

נוסחת התגובה העיקרית היא כדלקמן:

גז טבעי ומים מגיבים בטמפרטורה של 800 ~ 900 ℃ וזרזים ניקל-אוקסיד לייצור פחמן חד-חמצני ומימן.

נוסחת התגובה היא: CH4 + H2O → CO + H2-Q

פחמן חד-חמצני ומים מגיבים בטמפרטורה של 300-400 ℃ עם זרז תחמוצת ברזל לייצור פחמן דו-חמצני ומימן.

נוסחת התגובה היא: CO + H2O → CO2 + H2 + Q

בנוסף, דרישות האינדקס הטכני הרלוונטיות בתהליך ההכנה הן כדלקמן:

הלחץ הוא בדרך כלל 1.5 ~ 2.5 מגה פסקל, וצריכת היחידה של גז טבעי היא 0.4 ~ 0.5 מ"ק / מ"ק מימן; זמן פעולה: > 8000 שעות; קנה מידה תעשייתי: 1000 מ"ק / שעה ~ 100000 מ"ק / שעה.

1.2 תהליך ייצור מימן בגז טבעי

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 שלב הטיפול המקדים בחומרי הגלם. הטיפול המקדים כאן מתייחס בעיקר להסרת גופרית של הגז הגולמי. בתהליך בפועל, תחמוצת אבץ מסדרת הידרוגנציה של קובלט מוליבדן מגז טבעי משמשת 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 לשקול 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%.