हामीले सिनोपेकद्वारा वितरित मिथेन ग्यास हाइड्रोजन उत्पादन प्लान्टको ३०० एनएम३/घण्टा वितरण समारोह सफलतापूर्वक सम्पन्न गरेका छौं। यहाँ म प्राकृतिक ग्यासबाट हाइड्रोजन उत्पादनको प्रक्रियाको संक्षिप्त परिचय दिन चाहन्छु।
ऊर्जा खपतको तीव्रतासँगै, नयाँ ऊर्जा खोज्नु एउटा महत्त्वपूर्ण कार्य भएको छ। सबैभन्दा सम्भावित ऊर्जाको रूपमा, हाइड्रोजनमा स्रोतहरूको विस्तृत दायरा छ, लगभग कुनै प्रदूषण छैन, उच्च रूपान्तरण दक्षता र व्यापक प्रयोग सम्भावनाहरू छन्। प्राकृतिक ग्यासबाट हाइड्रोजन उत्पादनले चीनको ऊर्जा संकटलाई केही हदसम्म कम गर्न सक्छ र चीनको ऊर्जा उपयोग संरचनाको रूपान्तरणलाई अझ बढावा दिन सक्छ।
यो पत्र प्राकृतिक ग्यासबाट हाइड्रोजन उत्पादनको सिद्धान्त, प्राकृतिक ग्यासबाट हाइड्रोजन उत्पादनको प्रक्रिया र प्रविधि, प्राकृतिक ग्यासबाट हाइड्रोजन उत्पादन प्रविधिको वर्गीकरण र प्राकृतिक ग्यासबाट हाइड्रोजन उत्पादनको लागत लेखाजोखामा केन्द्रित हुनेछ।
१ सिद्धान्त र प्रक्रिया प्राकृतिक ग्यासबाट हाइड्रोजन उत्पादन
१.१प्राकृतिक ग्याँसबाट हाइड्रोजन उत्पादनको सिद्धान्त
प्राकृतिक ग्यास हाइड्रोजन उत्पादन प्रक्रियाको सिद्धान्त भनेको पहिले प्राकृतिक ग्यासलाई प्रिट्रीट गर्नु, त्यसपछि रिफर्मरमा मिथेन र स्टीमलाई कार्बन मोनोअक्साइड र हाइड्रोजनमा रूपान्तरण गर्नु, र फोहोर ताप पुन: प्राप्ति पछि सिफ्ट टावरमा कार्बन मोनोअक्साइडलाई कार्बन डाइअक्साइड र हाइड्रोजनमा रूपान्तरण गर्नु हो। यस प्रक्रिया प्रविधिको आधार प्राकृतिक ग्यास स्टीम रूपान्तरण प्रविधिको आधारमा प्राप्त गरिन्छ। सिफ्ट टावरमा, उत्प्रेरकको उपस्थितिमा प्रतिक्रिया तापक्रम नियन्त्रण गरिन्छ, र रूपान्तरण ग्यासमा रहेको कार्बन मोनोअक्साइडले हाइड्रोजन र कार्बन डाइअक्साइड उत्पादन गर्न पानीसँग प्रतिक्रिया गर्दछ।
उपयुक्त दबाब र तापक्रममा, प्राकृतिक ग्यासमा रहेका अल्केनहरूले रूपान्तरण ग्यास उत्पन्न गर्न रासायनिक प्रतिक्रियाहरूको श्रृंखलाबाट गुज्रनेछन्। रूपान्तरण ग्यास स्वचालित नियन्त्रणमा विभिन्न शोषकहरूले सुसज्जित PAS उपकरणबाट गुज्रिसकेपछि, कार्बन मोनोअक्साइड, कार्बन डाइअक्साइड र अन्य अशुद्धताहरू सोखन टावरद्वारा सोखिनेछन्, र हाइड्रोजनलाई अशुद्धताको सोखनलाई सोख्न ग्यास उपभोग गर्ने एकाइमा पठाइनेछ, अवशोषण पछि, विश्लेषणात्मक ग्यासलाई इन्धनको रूपमा शिफ्ट भट्टीमा पठाउन सकिन्छ, र सोखनलाई पनि पुन: उत्पन्न गर्न सकिन्छ।
मुख्य प्रतिक्रिया सूत्र निम्नानुसार छ:
प्राकृतिक ग्यास र पानीले ८०० ~ ९०० डिग्री सेल्सियस र निकल अक्साइड उत्प्रेरकमा प्रतिक्रिया गरेर कार्बन मोनोअक्साइड र हाइड्रोजन उत्पादन गर्छन्।
प्रतिक्रिया सूत्र यो हो: CH4 + H2O → CO + H2-Q
कार्बन मोनोअक्साइड र पानीले फेरिक अक्साइड उत्प्रेरकसँग ३००-४०० ℃ मा प्रतिक्रिया गरेर कार्बन डाइअक्साइड र हाइड्रोजन उत्पादन गर्छन्।
प्रतिक्रिया सूत्र यो हो: CO + H2O → CO2 + H2 + Q
थप रूपमा, तयारी प्रक्रियामा सान्दर्भिक प्राविधिक सूचकांक आवश्यकताहरू निम्नानुसार छन्:
दबाब सामान्यतया १.५ ~ २.५ MPa हुन्छ, र प्राकृतिक ग्यासको एकाइ खपत ०.४ ~ ०.५ m३ / m३ हाइड्रोजन हुन्छ; सञ्चालन समय: > ८००० घन्टा; औद्योगिक स्केल: १००० m३ / H ~ १००००० m३ / h।
१.२ प्राकृतिक ग्याँस हाइड्रोजन उत्पादन प्रक्रिया
प्राकृतिक ग्यासको हाइड्रोजन उत्पादन प्रक्रियामा मुख्यतया चार प्रक्रियाहरू समावेश हुन्छन्: फिड ग्यास प्रिट्रीटमेन्ट, प्राकृतिक ग्यास स्टीम रूपान्तरण, कार्बन मोनोअक्साइड रूपान्तरण र हाइड्रोजन शुद्धीकरण।
पहिलो चरण कच्चा पदार्थ पूर्व उपचार चरण हो। यहाँ पूर्व उपचारले मुख्यतया कच्चा ग्यासको डिसल्फराइजेसनलाई जनाउँछ। वास्तविक प्रक्रिया सञ्चालनमा, प्राकृतिक ग्यास कोबाल्ट मोलिब्डेनम हाइड्रोजनेशन श्रृंखला जिंक अक्साइड सामान्यतया प्राकृतिक ग्यासमा रहेको जैविक सल्फरलाई अजैविक सल्फरमा रूपान्तरण गर्न र त्यसपछि यसलाई हटाउन डिसल्फराइजरको रूपमा प्रयोग गरिन्छ। यहाँ प्रशोधन गरिएको कच्चा प्राकृतिक ग्यासको प्रवाह ठूलो छ, त्यसैले उच्च चाप भएको प्राकृतिक ग्यास स्रोत प्रयोग गर्न सकिन्छ वा प्राकृतिक ग्यास कम्प्रेसर चयन गर्दा ठूलो मार्जिनलाई विचार गर्न सकिन्छ।
दोस्रो चरण प्राकृतिक ग्यासको वाष्प रूपान्तरण हो। प्राकृतिक ग्यासमा रहेका अल्केनहरूलाई कार्बन मोनोअक्साइड र हाइड्रोजनको मुख्य घटकहरू सहितको फिड ग्यासमा रूपान्तरण गर्न सुधारकमा निकेल उत्प्रेरक प्रयोग गरिन्छ।
त्यसपछि, कार्बन मोनोअक्साइडलाई उत्प्रेरकको उपस्थितिमा पानीको वाष्पसँग प्रतिक्रिया गर्न रूपान्तरण गरिन्छ जसले हाइड्रोजन र कार्बन डाइअक्साइड उत्पन्न गरेर रूपान्तरण ग्यास प्राप्त गर्दछ जसको मुख्य घटक हाइड्रोजन र कार्बन डाइअक्साइड हुन्। फरक रूपान्तरण तापक्रम अनुसार, कार्बन मोनोअक्साइडको रूपान्तरण प्रक्रियालाई दुई प्रकारमा विभाजन गर्न सकिन्छ: मध्यम तापक्रम रूपान्तरण र उच्च तापक्रम रूपान्तरण। उच्च तापक्रम रूपान्तरण तापक्रम लगभग ३६० ℃ छ, र मध्यम तापक्रम रूपान्तरण प्रक्रिया लगभग ३२० ℃ छ। प्राविधिक प्रतिरोधात्मक उपायहरूको विकाससँगै, हालका वर्षहरूमा कार्बन मोनोअक्साइड उच्च-तापमान रूपान्तरण र कम-तापमान रूपान्तरणको दुई-चरण प्रक्रिया सेटिङ अपनाइएको छ, जसले स्रोतहरूको खपतलाई थप बचत गर्न सक्छ। यद्यपि, रूपान्तरण ग्यासमा कार्बन मोनोअक्साइड सामग्री उच्च नभएको अवस्थामा, मध्यम तापक्रम रूपान्तरण मात्र अपनाउन सकिन्छ।
अन्तिम चरण हाइड्रोजन शुद्धीकरण हो। अब सबैभन्दा बढी प्रयोग हुने हाइड्रोजन शुद्धीकरण प्रणाली PAS प्रणाली हो, जसलाई PSA शुद्धीकरण र पृथकीकरण प्रणाली पनि भनिन्छ। यो प्रणालीमा कम ऊर्जा खपत, सरल प्रक्रिया र हाइड्रोजन उत्पादनको उच्च शुद्धता छ। उच्चतममा, हाइड्रोजनको शुद्धता ९९.९९% सम्म पुग्न सक्छ।
पोस्ट समय: नोभेम्बर-११-२०२१