Kami telah berjaya menyelesaikan upacara pengeluaran dan penghantaran 300Nm3/j loji pengeluaran hidrogen gas metana kaya yang diagihkan Sinopec. Di sini saya ingin memberikan pengenalan ringkas kepada proses pengeluaran hidrogen daripada gas asli.
Dengan peningkatan penggunaan tenaga, pencarian tenaga baharu telah menjadi satu tugas yang penting. Sebagai tenaga yang paling berpotensi, hidrogen mempunyai pelbagai sumber, hampir tiada pencemaran, kecekapan penukaran yang tinggi dan prospek aplikasi yang luas. Pengeluaran hidrogen daripada gas asli dapat mengurangkan krisis tenaga China sehingga tahap tertentu dan seterusnya menggalakkan transformasi struktur penggunaan tenaga China.
Kertas kerja ini akan memberi tumpuan kepada prinsip penghasilan hidrogen daripada gas asli, proses dan teknologi penghasilan hidrogen daripada gas asli, pengelasan teknologi penghasilan hidrogen daripada gas asli dan perakaunan kos penghasilan hidrogen daripada gas asli.
1 Prinsip dan proses penghasilan hidrogen daripada gas asli
1.1Prinsip penghasilan hidrogen daripada gas asli
Prinsip proses pengeluaran hidrogen gas asli adalah untuk merawat gas asli terlebih dahulu, kemudian menukar metana dan wap kepada karbon monoksida dan hidrogen dalam reformer, dan menukar karbon monoksida kepada karbon dioksida dan hidrogen dalam menara anjakan selepas pemulihan haba buangan. Asas teknologi proses ini direalisasikan berdasarkan teknologi penukaran wap gas asli. Dalam menara anjakan, suhu tindak balas dikawal dengan kehadiran mangkin, dan karbon monoksida dalam gas penukaran bertindak balas dengan air untuk menghasilkan hidrogen dan karbon dioksida.
Di bawah tekanan dan suhu yang sesuai, alkana dalam gas asli akan menjalani satu siri tindak balas kimia untuk menghasilkan gas penukaran. Selepas gas penukaran melalui peranti PAS yang dilengkapi dengan pelbagai penjerap di bawah kawalan automatik, karbon monoksida, karbon dioksida dan bendasing lain akan diserap oleh menara penjerap, dan hidrogen akan dihantar ke unit pemakan gas untuk menyerap penjerap bendasing. Selepas penyahjerapan, gas analitik boleh dihantar ke relau anjakan sebagai bahan api, dan penjerap juga boleh dijana semula.
Formula tindak balas utama adalah seperti berikut:
Gas asli dan air bertindak balas pada suhu 800 ~ 900 ℃ dan mangkin nikel oksida menghasilkan karbon monoksida dan hidrogen.
Formula tindak balas ialah: CH4 + H2O → CO + H2-Q
Karbon monoksida dan air bertindak balas pada suhu 300-400 ℃ dengan mangkin ferik oksida untuk menghasilkan karbon dioksida dan hidrogen.
Formula tindak balas ialah: CO + H2O → CO2 + H2 + Q
Di samping itu, keperluan indeks teknikal yang berkaitan dalam proses penyediaan adalah seperti berikut:
Tekanannya biasanya 1.5 ~ 2.5 MPa, dan penggunaan unit gas asli ialah 0.4 ~ 0.5 m3 / m3 hidrogen; Masa operasi: > 8000j; Skala perindustrian: 1000 m3 / H ~ 100000 m3 / j.
1.2 Proses pengeluaran hidrogen gas asli
Proses pengeluaran hidrogen gas asli terutamanya merangkumi empat proses: prarawatan gas suapan, penukaran wap gas asli, penukaran karbon monoksida dan penulenan hidrogen.
Langkah pertama ialah langkah prarawatan bahan mentah. Prarawatan di sini terutamanya merujuk kepada penyahsulfuran gas mentah. Dalam operasi proses sebenar, siri penghidrogenan kobalt molibdenum gas asli zink oksida biasanya digunakan sebagai penyahsulfur untuk menukar sulfur organik dalam gas asli kepada sulfur bukan organik dan kemudian mengeluarkannya. Aliran gas asli mentah yang dirawat di sini adalah besar, jadi sumber gas asli dengan tekanan tinggi boleh digunakan atau margin yang besar boleh dipertimbangkan semasa memilih pemampat gas asli.
Langkah kedua ialah penukaran wap gas asli. Pemangkin nikel digunakan dalam pembaharu untuk menukar alkana dalam gas asli kepada gas suapan dengan komponen utama karbon monoksida dan hidrogen.
Kemudian, karbon monoksida ditukar untuk bertindak balas dengan wap air dengan kehadiran mangkin bagi menghasilkan hidrogen dan karbon dioksida untuk mendapatkan gas penukaran yang komponen utamanya ialah hidrogen dan karbon dioksida. Mengikut suhu penukaran yang berbeza, proses penukaran karbon monoksida boleh dibahagikan kepada dua jenis: penukaran suhu sederhana dan penukaran suhu tinggi. Suhu penukaran suhu tinggi adalah kira-kira 360 ℃, dan proses penukaran suhu sederhana adalah kira-kira 320 ℃. Dengan perkembangan langkah-langkah penanggulangan teknikal, penetapan proses dua peringkat penukaran suhu tinggi karbon monoksida dan penukaran suhu rendah telah diguna pakai dalam beberapa tahun kebelakangan ini, yang dapat menjimatkan lagi penggunaan sumber. Walau bagaimanapun, bagi kes di mana kandungan karbon monoksida dalam gas penukaran tidak tinggi, hanya penukaran suhu sederhana sahaja yang boleh diguna pakai.
Langkah terakhir adalah untuk menulenkan hidrogen. Kini sistem penulenan hidrogen yang paling biasa digunakan ialah sistem PAS, juga dikenali sebagai sistem penulenan dan pemisahan PSA. Sistem ini mempunyai penggunaan tenaga yang rendah, proses yang mudah dan ketulenan penghasilan hidrogen yang tinggi. Pada tahap tertinggi, ketulenan hidrogen boleh mencapai 99.99%.
Masa siaran: 11 Nov-2021