Hengzhong waterstofproductie met aardgas- of waterstofgasgenerator

1. Belangrijkste parameters van het apparaat

1.1 Ontwerpvoorwaarden
Naam van de grondstof: aardgas
Grondstofdruk: 0,02 mpag (manometerdruk)
Temperatuur van de grondstoffen: omgevingstemperatuur
Samenstelling van de grondstoffen (voorlopig)

1.2 Technische eisen voor waterstofproduct
Productiecapaciteit: 235 Nm³/u (500 kg/dag)
Zuiverheid van waterstof: H2 ≥ 99,9%
Aardgasverbruik: 110 m³/u (LHV groter dan 8500 kcal/m³)
Uitgangsdruk waterstof: ≥ 1,6 MPa
Uitlaattemperatuur: ≤ 40 ℃

1.3 Prestatiegarantie
Gemiddelde tijd tussen storingen van stroomvoorzieningsapparatuur: 8000 uur
Flexibiliteit van de apparaatbediening: 30 ~ 110%
De verwachte levensduur van stationaire apparatuur is 15 jaar.

1.4 Algemene lay-out
Het oppervlak voor de plaatsing van de buitenapparatuur is 26m x 10m = 260m².

2. Proceseenheid

2.1 Technologisch proces
Aardgascompressie en -omzetting
Het aardgas buiten de batterijlimiet wordt eerst door de compressor onder druk gezet tot 1,6 MPa, vervolgens verwarmd tot ongeveer 380 °C door de voorverwarmer in het convectiegedeelte van de stoomreformeroven en komt dan in de ontzwavelingsinstallatie terecht om het zwavelgehalte in het toevoergas te verlagen tot onder 0,1 ppm. Het ontzwavelde toevoergas en de processtoom (3,0 MPaa) worden door de voorverwarmer aangepast aan de automatische waarde van H₂O/∑C = 3 ~ 4, verder voorverwarmd tot meer dan 510 °C en gelijkmatig via de bovenste gasverzamelbuis en de bovenste pigtailbuis naar de conversieleiding geleid. In de katalysatorlaag reageert methaan met stoom tot CO en H₂. De warmte die nodig is voor de methaanconversie wordt geleverd door het brandstofmengsel dat in de onderste brander wordt verbrand. De temperatuur van het omgezette gas uit de reformeeroven is 850 ℃, en de hoge temperatuur wordt omgezet in een hoge temperatuur. Het chemische gas komt de buiszijde van de afvalwarmteketel binnen om verzadigde stoom met een druk van 3,0 MPa te produceren. De temperatuur van het omgezette gas uit de afvalwarmteketel daalt tot 300 ℃, waarna het achtereenvolgens de voorverwarmer voor het ketelvoedingswater, de waterkoeler voor het omgezette gas en de waterafscheider voor het omgezette gas binnenkomt om het condensaat van het procescondensaat te scheiden. Het procesgas wordt vervolgens naar de PSA (Processing System Assembly) geleid.
Het aardgas wordt als brandstof gemengd met het gas dat door middel van drukschommelingsadsorptie en -desorptie wordt verkregen. Vervolgens wordt het volume brandstofgas dat naar de voorverwarmer wordt geleid, aangepast aan de gastemperatuur aan de uitgang van de reformeeroven. Na de aanpassing van de stroom komt het brandstofgas in de bovenste brander terecht voor verbranding, waardoor warmte aan de reformeeroven wordt toegevoerd.
Het ontzoute water wordt voorverwarmd door de voorverwarmer voor ontzout water en de voorverwarmer voor ketelvoedingswater, waarna het als bijproduct van de rookgasafvalketel en de reformeergasafvalketel wordt gebruikt.
Om ervoor te zorgen dat het ketelvoedingswater aan de eisen voldoet, moet een kleine hoeveelheid fosfaatoplossing en deoxidatiemiddel worden toegevoegd om kalkaanslag en corrosie van het ketelwater te verminderen. De ketel moet continu een deel van het ketelwater afvoeren om het totale gehalte aan opgeloste vaste stoffen in het ketelwater te beheersen.

Drukschommelingsadsorptie
PSA bestaat uit vijf adsorptietorens. Elke adsorptietoren bevindt zich continu in de adsorptiefase. Componenten zoals methaan, koolstofdioxide en koolmonoxide in het omzettingsgas blijven aan het oppervlak van het adsorptiemateriaal. Waterstof wordt als niet-geadsorbeerde component aan de bovenkant van de adsorptietoren opgevangen en afgevoerd. Het adsorptiemateriaal dat verzadigd is met onzuiverheden wordt door middel van regeneratie van het adsorptiemateriaal gedesorbeerd. Na de desorptie wordt het als brandstof naar de reformeeroven geleid. De regeneratiestappen van de adsorptietoren bestaan ​​uit twaalf stappen: eerste gelijkmatige daling, tweede gelijkmatige daling, derde gelijkmatige daling, voorwaartse afvoer, achterwaartse afvoer, spoelen, derde gelijkmatige stijging, tweede gelijkmatige stijging, eerste gelijkmatige stijging en laatste stijging. Na regeneratie is de adsorptietoren weer in staat om omgezet gas te behandelen en waterstof te produceren. De vijf adsorptietorens wisselen elkaar af bij het uitvoeren van deze stappen om een ​​continue behandeling te garanderen. Het doel is om tegelijkertijd gas om te zetten en continu waterstof te produceren.

2.2 Belangrijkste procesapparatuur

2.