Sinopec izkliedētās bagātinātās metāna gāzes ūdeņraža ražošanas rūpnīcas nodošanas ceremonija

Esam veiksmīgi pabeiguši Sinopec izkliedētās bagātinātās metāna gāzes ūdeņraža ražošanas rūpnīcas 300 Nm3/h ražošanas un piegādes ceremoniju. Šeit es vēlētos sniegt īsu ieskatu ūdeņraža ražošanas procesā no dabasgāzes.

Pieaugot enerģijas patēriņam, jaunu enerģijas avotu atrašana ir kļuvusi par svarīgu uzdevumu. Ūdeņradis kā vispotenciālākā enerģija ir plašs avotu klāsts, gandrīz nepiesārņo sevi, tam ir augsta konversijas efektivitāte un plašas pielietojuma perspektīvas. Ūdeņraža ražošana no dabasgāzes var zināmā mērā mazināt Ķīnas enerģētikas krīzi un vēl vairāk veicināt Ķīnas enerģijas izmantošanas struktūras pārveidi.

Šajā rakstā galvenā uzmanība tiks pievērsta ūdeņraža ražošanas no dabasgāzes principam, ūdeņraža ražošanas no dabasgāzes procesam un tehnoloģijai, ūdeņraža ražošanas no dabasgāzes tehnoloģijas klasifikācijai un ūdeņraža ražošanas no dabasgāzes izmaksu uzskaitei.

1 Princips un process ūdeņraža ražošana no dabasgāzes

1.1Ūdeņraža ražošanas no dabasgāzes princips

Dabasgāzes ūdeņraža ražošanas procesa princips ir vispirms apstrādāt dabasgāzi, pēc tam reformatorā pārveidot metānu un tvaiku par oglekļa monoksīdu un ūdeņradi, un pēc siltuma atgūšanas pārveidošanas pārslēgšanas tornī pārvērst oglekļa monoksīdu par oglekļa dioksīdu un ūdeņradi. Šīs procesa tehnoloģijas pamatā ir dabasgāzes tvaika pārveidošanas tehnoloģija. Pārslēgšanas tornī reakcijas temperatūra tiek kontrolēta ar katalizatora klātbūtni, un pārveidošanas gāzē esošais oglekļa monoksīds reaģē ar ūdeni, veidojot ūdeņradi un oglekļa dioksīdu.

Atbilstošā spiedienā un temperatūrā dabasgāzes alkāni pakļausies virknei ķīmisku reakciju, radot konversijas gāzi. Pēc tam, kad konversijas gāze iziet cauri PAS ierīcei, kas aprīkota ar dažādiem adsorbentiem automātiskā vadībā, adsorbcijas tornis adsorbēs oglekļa monoksīdu, oglekļa dioksīdu un citus piemaisījumus, un ūdeņradis tiks nosūtīts uz gāzes patērētāju, lai adsorbētu piemaisījumu adsorbentu. Pēc desorbcijas analītisko gāzi var nosūtīt uz maiņas krāsni kā degvielu, un adsorbentu var arī reģenerēt.

Galvenās reakcijas formula ir šāda:

Dabasgāze un ūdens reaģē 800–900 ℃ temperatūrā, un niķeļa oksīda katalizators rada oglekļa monoksīdu un ūdeņradi.

Reakcijas formula ir: CH4 + H2O → CO + H2-Q

Oglekļa monoksīds un ūdens 300–400 ℃ temperatūrā reaģē ar dzelzs oksīda katalizatoru, veidojot oglekļa dioksīdu un ūdeņradi.

Reakcijas formula ir: CO + H₂O → CO₂ + H₂ + Q

Turklāt attiecīgās tehniskās indeksa prasības sagatavošanas procesā ir šādas:

Spiediens parasti ir 1,5 ~ 2,5 MPa, un dabasgāzes patēriņš uz vienību ir 0,4 ~ 0,5 m3 / m3 ūdeņraža; Darbības laiks: > 8000 h; Rūpnieciskais mērogs: 1000 m3 / H ~ 100000 m3 / h.

1.2 Dabasgāzes ūdeņraža ražošanas process

Dabasgāzes ūdeņraža ražošanas process galvenokārt ietver četrus procesus: padeves gāzes pirmapstrādi, dabasgāzes tvaika pārveidošanu, oglekļa monoksīda pārveidošanu un ūdeņraža attīrīšanu.

Pirmais solis ir izejvielu pirmapstrāde. Šeit pirmapstrāde galvenokārt attiecas uz neapstrādātas gāzes desulfurizāciju. Faktiskajā procesa darbībā dabasgāzes kobalta molibdēna hidrogenēšanas sērijas cinka oksīds parasti tiek izmantots kā desulfurētājs, lai pārvērstu dabasgāzes organisko sēru neorganiskā sērā un pēc tam to atdalītu. Šeit apstrādātās neapstrādātās dabasgāzes plūsma ir liela, tāpēc var izmantot dabasgāzes avotu ar augstu spiedienu vai arī, izvēloties dabasgāzes kompresoru, var ņemt vērā lielu rezervi.

Otrais solis ir dabasgāzes konversija ar tvaiku. Riformētājā tiek izmantots niķeļa katalizators, lai dabasgāzē esošos alkānus pārvērstu padeves gāzē ar galvenajām sastāvdaļām oglekļa monoksīdu un ūdeņradi.

Pēc tam oglekļa monoksīds katalizatora klātbūtnē reaģē ar ūdens tvaikiem, veidojot ūdeņradi un oglekļa dioksīdu, lai iegūtu konversijas gāzi, kuras galvenās sastāvdaļas ir ūdeņradis un oglekļa dioksīds. Atkarībā no konversijas temperatūras oglekļa monoksīda konversijas procesu var iedalīt divos veidos: vidējas temperatūras konversija un augstas temperatūras konversija. Augstas temperatūras konversijas temperatūra ir aptuveni 360 ℃, un vidējas temperatūras konversijas process ir aptuveni 320 ℃. Attīstoties tehniskiem pretpasākumiem, pēdējos gados ir pieņemts divpakāpju procesa iestatījums - oglekļa monoksīda augstas temperatūras konversija un zemas temperatūras konversija, kas var vēl vairāk ietaupīt resursu patēriņu. Tomēr, ja oglekļa monoksīda saturs konversijas gāzē nav augsts, var pieņemt tikai vidējas temperatūras konversiju.

Pēdējais solis ir ūdeņraža attīrīšana. Pašlaik visbiežāk izmantotā ūdeņraža attīrīšanas sistēma ir PAS sistēma, kas pazīstama arī kā PSA attīrīšanas un atdalīšanas sistēma. Šai sistēmai ir zems enerģijas patēriņš, vienkāršs process un augsta ūdeņraža ražošanas tīrība. Augstākajā līmenī ūdeņraža tīrība var sasniegt 99,99%.