恒中社製天然ガス式水素製造装置または水素ガス発生装置

1.デバイスの主なパラメータ

1.1 設計条件
原料名：天然ガス
原料圧力：0.02MPa（ゲージ圧）
原材料温度：周囲温度
原材料組成（暫定）

1.2 製品水素に関する技術要件
生産能力：235 Nm3 / h (500kg / D)
水素純度：H2 ≥ 99.9%
天然ガス消費量：110m³/時（低位発熱量8500kcal/m³以上）
水素出力圧力：1.6MPa以上
出口温度：40℃以下

1.3 性能保証
電力機器の故障間隔平均時間：8000時間
デバイスの動作柔軟性：30～110%
静止機器の設計寿命は15年です。

1.4 全体レイアウト
屋外機器の設置面積は26m×10m＝260m²です。

2. プロセスユニット

2.1 技術プロセス
天然ガスの圧縮と変換
バッテリー限界外の天然ガスは、まず圧縮機で 1.6MPa まで加圧され、次に蒸気改質炉の対流部にある供給ガス予熱器で約 380 ℃ まで加熱され、脱硫装置に入って供給ガス中の硫黄を 0.1ppm 以下に除去します。脱硫された供給ガスとプロセス蒸気 (3.0MPa) は、H2O / ∑ C = 3 ~ 4 の自動値に従って混合ガス予熱器を調整し、さらに 510 ℃ 以上に予熱され、上部ガス収集主管と上部ピグテール管から変換管に均等に入ります。触媒層では、メタンが蒸気と反応して CO と H2 を生成します。メタン変換に必要な熱は、下部バーナーで燃焼される燃料混合物によって供給されます。改質炉から出る変換ガスの温度は850℃で、高温から高温へと変換されます。化学ガスは廃熱ボイラーの管側に入り、3.0MPaの飽和蒸気を生成します。廃熱ボイラーからの変換ガスの温度は300℃まで下がり、その後、変換ガスはボイラー給水予熱器、変換ガス水冷却器、変換ガス水分離器を順に通過して凝縮水とプロセス凝縮水を分離し、プロセスガスはPSAに送られます。
燃料となる天然ガスは、圧力スイング吸着脱着ガスと混合され、その後、改質炉出口のガス温度に応じて燃料ガス予熱器への燃料ガス量が調整される。流量調整後、燃料ガスは上部バーナーに入り、燃焼して改質炉に熱を供給する。
脱塩水は、脱塩水予熱器とボイラー給水予熱器によって予熱され、排ガス廃ボイラーおよび改質ガス廃ボイラーの副産物蒸気として供給される。
ボイラー給水が要求仕様を満たすようにするため、少量のリン酸塩溶液と脱酸素剤を添加して、ボイラー水のスケール生成と腐食を抑制する。ドラム内のボイラー水の総溶解固形分濃度を制御するため、ドラムからボイラー水の一部を連続的に排出する。

圧力スイング吸着
PSAは5基の吸着塔から構成されています。常に1基の吸着塔が吸着状態にあります。変換ガス中のメタン、二酸化炭素、一酸化炭素などの成分は吸着剤の表面に留まります。水素は非吸着成分として吸着塔の上部から回収され、境界外に排出されます。不純物成分で飽和した吸着剤は、再生工程を経て吸着剤から脱着されます。回収された吸着剤は、燃料として改質炉に送られます。吸着塔の再生工程は、第1均一降下、第2均一降下、第3均一降下、順方向排出、逆方向排出、フラッシング、第3均一上昇、第2均一上昇、第1均一上昇、最終上昇の12工程から構成されています。再生後、吸着塔は再び変換ガスを処理し、水素を生成できるようになります。5基の吸着塔は、連続処理を保証するために、上記の工程を順番に実行します。目的は、ガス変換と同時に水素を連続的に生成することです。

2.2 主要プロセス機器

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