Unidade de separação de ar de pequeno e médio porte na China, planta industrial de oxigênio líquido, planta de nitrogênio líquido.

Unidade de separação de ar de pequeno e médio porte na China, planta industrial de oxigênio líquido, planta de nitrogênio líquido.
Usina de Separação de Ar Líquido da China, Equipamentos para Oxigênio Líquido e Nitrogênio,

Proposta técnica

1Principais parâmetros do dispositivo

1.1 Condições de projeto

Nome da matéria-prima: gás natural

Pressão da matéria-prima: 0,02mpag (pressão manométrica)

Temperatura da matéria-prima: temperatura ambiente

Composição da matéria-prima (Provisória)

1.2 Requisitos técnicos para o hidrogênio de produto

Capacidade de produção: 235nm³/h (500kg/dia)

Pureza do hidrogênio: H2 ≥ 99,9%

Consumo de gás natural: 110 m³/h (PCI superior a 8500 kcal/m³)

Pressão de saída de hidrogênio: ≥ 1,6 MPa

Temperatura de saída: ≤ 40 ℃

1.3 Garantia de desempenho

Tempo médio entre falhas de equipamentos de energia: 8000 horas

l Flexibilidade de operação do dispositivo: 30 ~ 110%

A vida útil projetada de equipamentos estáticos é de 15 anos.

1.4 Layout geral

A área destinada à instalação do dispositivo externo é de 26m x 10m = 260m².

2. Unidade de processo

2.1 processo tecnológico

Compressão e conversão de gás natural

O gás natural fora do limite da bateria é inicialmente pressurizado a 1,6 MPa pelo compressor, depois aquecido a cerca de 380 °C pelo pré-aquecedor de gás de alimentação na seção de convecção do reformador a vapor, e entra no dessulfurizador para remover o enxofre do gás de alimentação até um nível inferior a 0,1 ppm. O gás de alimentação dessulfurizado e o vapor de processo (3,0 MPa) são então pré-aquecidos no pré-aquecedor de gás misto de acordo com o valor automático de H₂O/∑C = 3 ~ 4, para atingirem uma temperatura superior a 510 °C. Em seguida, o gás entra uniformemente no tubo de conversão a partir do tubo principal de coleta de gás superior e do tubo de derivação superior. Na camada catalítica, o metano reage com o vapor para gerar CO e H₂. O calor necessário para a conversão do metano é fornecido pela mistura de combustível queimada no queimador inferior. A temperatura do gás convertido que sai do reformador é de 850 °C, e o gás químico entra no lado dos tubos da caldeira de recuperação de calor para produzir vapor saturado a 3,0 MPa. A temperatura do gás convertido proveniente da caldeira de recuperação de calor cai para 300 °C, e então o gás convertido entra, sucessivamente, no pré-aquecedor de água de alimentação da caldeira, no resfriador de água do gás convertido e no separador de água do gás convertido para separar o condensado do condensado do processo, sendo o gás do processo enviado para o PSA.

O gás natural, utilizado como combustível, é misturado com o gás de adsorção-dessorção por oscilação de pressão (PSAD), e então o volume de gás combustível que entra no pré-aquecedor é ajustado de acordo com a temperatura do gás na saída do reformador. Após o ajuste do fluxo, o gás combustível entra no queimador superior para combustão, fornecendo calor ao reformador.

A água dessalinizada é pré-aquecida pelo pré-aquecedor de água dessalinizada e pelo pré-aquecedor de água de alimentação da caldeira, entrando no vapor residual da caldeira de recuperação de gases de combustão e da caldeira de recuperação de gases de reforma.

Para que a água de alimentação da caldeira atenda aos requisitos, deve-se adicionar uma pequena quantidade de solução de fosfato e desoxidante para melhorar a resistência à incrustação e à corrosão da água da caldeira. O tambor deve descarregar continuamente parte da água da caldeira para controlar o total de sólidos dissolvidos na água da caldeira em seu interior.

Adsorção por oscilação de pressão

O PSA consiste em cinco torres de adsorção. Uma torre de adsorção está em estado de adsorção a cada instante. Os componentes como metano, dióxido de carbono e monóxido de carbono presentes no gás de conversão permanecem na superfície do adsorvente. O hidrogênio é coletado no topo da torre de adsorção como componente não adsorvido e enviado para fora do sistema. O adsorvente saturado por impurezas é dessorvido através da etapa de regeneração. Após ser coletado, o hidrogênio é enviado ao reformador como combustível. As etapas de regeneração da torre de adsorção são compostas por 12 etapas: primeira queda uniforme, segunda queda uniforme, terceira queda uniforme, descarga direta, descarga reversa, lavagem, terceira subida uniforme, segunda subida uniforme, primeira subida uniforme e subida final. Após a regeneração, a torre de adsorção volta a ser capaz de tratar o gás convertido e produzir hidrogênio. As cinco torres de adsorção se revezam na execução das etapas acima para garantir o tratamento contínuo, com o objetivo de converter o gás e produzir hidrogênio simultaneamente.

2.2 Equipamentos principais do processo

2.3 Tabela de consumo principal

Unidade de separação de ar de pequeno e médio porte na China, planta industrial de oxigênio líquido, planta de nitrogênio líquido.
Usina de Separação de Ar Líquido da China, Equipamentos para Oxigênio Líquido e Nitrogênio,