מָבוֹא
לייצור מימן מגז טבעי יש יתרונות של עלות נמוכה והשפעה משמעותית על גודל השוק. המחקר והפיתוח של טכנולוגיית תהליך חדשה ומתקדמת יותר לייצור מימן מגז טבעי הם ערובה חשובה לפתרון בעיית מקור המימן הזול. כמקור אנרגיה תעשייתי איכותי ונקייה, לגז טבעי יש משמעות אסטרטגית חשובה בתהליך פיתוח האנרגיה בסין. מכיוון שגז טבעי אינו רק דלק חשוב לחיי היומיום של אנשים, אלא גם חומר הגלם הבסיסי של מוצרים משניים כימיים רבים.
ייצור מימן מגז טבעי הוא אחד ממוצרי הגז הטבעי הרבים. שדה הנפט ליאוהה, כשדה הנפט והגז השלישי בגודלו בסין, עשיר במשאבי גז טבעי, במיוחד במפעלי עיבוד מרכזיים של נפט וגז. בתהליך ייצור הנפט והגז, ניתן לייצר גז יבש נלווה בקנה מידה ניכר, בעל תנאים ייחודיים לעיבוד עמוק של גז טבעי, ויש לו משמעות מעשית נרחבת יותר לקידום פיתוח ופופולריות של תהליך ייצור מימן בגז טבעי.
בחירה וניתוח תיאורטי של ייצור מימן מגז טבעי
כמוצר כימי משני, מימן נמצא בשימוש נרחב בתעשיות התרופות, הכימיה העדינה, האלקטרוניקה והחשמל. בפרט, למימן, כדלק המועדף לתאי דלק, יהיו פוטנציאל שוק רחב בתחום התחבורה וייצור החשמל בעתיד, והוא יתפוס מקום חשוב יותר ויותר במבנה האנרגיה העתידי. שיטות ייצור מימן מסורתיות, כגון המרת קיטור פחמימני קל, אלקטרוליזה של מים, פיצוח מתנול, גיזוז פחם ופירוק אמוניה, הן שיטות בוגרות יחסית. עם זאת, ישנן בעיות של "אחד גבוה ושני נמוך" כגון עלות גבוהה, תפוקה נמוכה ויעילות עבודה נמוכה. בתהליך ייצור הנפט והגז בשדה הנפט ליאוהה, ישנם משאבי פחמימנים כגון גז יבש ונפתא. שימוש בשיטה זו לייצור מימן יכול למקסם את ניצול המשאבים. יתר על כן, המרכיב העיקרי של הגז הטבעי הנלווה הוא מתאן, שניתן להמיר אותו למימן באמצעות קיטור פחמימני, עם טוהר ייצור גבוה ויעילות ייצור גבוהה.
עקרון התהליך של ייצור מימן מגז טבעי
תהליכי העיבוד העיקריים של גז טבעי כוללים זיקוק אטמוספרי וזיקוק בוואקום, פיצוח קטליטי, רפורמינג קטליטי וייצור חומרים ארומטיים. במקביל, הם כוללים ניצול, איסוף, הולכה וטיהור של גז טבעי. תחת לחץ מסוים, טמפרטורה גבוהה והזרז, אלקאנים וקיטור בגז טבעי מגיבים כימית. גז הרפורמינג נכנס לממיר לאחר חילופי חום בדוד כדי להמיר CO ל-H2 ו-CO2. לאחר חילופי חום, עיבוי והפרדת קיטור ומים, הגז מועבר ברצף דרך מגדל ספיחה המצויד בשלושה סופחים ספציפיים באמצעות בקרת תוכנית, ו-N2, Co, CH4 ו-CO2 עוברים לחץ ונספגים באמצעות ספיחה מתנדנדת בלחץ (PSA) כדי להפיק מימן מהמוצר. ניתוח הפחתת הלחץ משחרר זיהומים ומשחזר את הסופח.
נוסחת תגובה: CH4 + H2O → CO + 3h2-q CO + H2O → CO2 + H2 + Q
אינדיקטורים טכניים עיקריים. לחץ: 1.0-2.5 מגה-פסקל; צריכת גז טבעי ליחידה: 0.5-0.56 ננומטר מעוקב/ננומטר מעוקב מימן; צריכת חשמל: 0.8-1.5/ננומטר מעוקב מימן; קנה מידה: 1000 ננומטר מעוקב/שעה ~ 100000 ננומטר מעוקב/שעה; טוהר: תואם למימן תעשייתי ומימן טהור (GB / t7445-1995); זמן פעולה שנתי: יותר מ-8000 שעות.
