Генерация водорода методом Хэнчжун с использованием природного газа или генератора водородного газа

1. Основные параметры устройства

1.1 Условия проектирования
Название сырья: природный газ
Давление сырья: 0,02 МПа (манометрическое давление)
Температура сырья: температура окружающей среды
Состав сырья (предварительный)

1.2 Технические требования к водороду, получаемому из продукта
Производительность: 235 Нм³/ч (500 кг/сутки)
Чистота водорода: H2 ≥ 99,9%
Расход природного газа: 110 м³/ч (низшая теплотворная способность более 8500 ккал/м³)
Давление на выходе водорода: ≥ 1,6 МПа
Температура на выходе: ≤ 40 ℃

1.3 Гарантия производительности
Среднее время между отказами энергооборудования составляет 8000 часов.
Гибкость работы устройства: 30 ~ 110%
Расчетный срок службы статического оборудования составляет 15 лет.

1.4 Общая компоновка
Площадь для размещения наружных устройств составляет 26 м x 10 м = 260 м².

2. Технологический блок

2.1 Технологический процесс
Сжатие и переработка природного газа
Природный газ, находящийся за пределами допустимых параметров установки, сначала сжимается компрессором до давления 1,6 МПа, затем нагревается до 380 ℃ в конвекционной секции печи парового риформера с помощью предварительных подогревателей питательного газа и поступает в десульфуризатор для удаления серы из питательного газа с концентрацией ниже 0,1 ppm. Десульфурированный питательный газ и технологический пар (3,0 МПа) регулируются в предварительных подогревателях смешанных газов в соответствии с автоматическим значением H2O / ∑ C = 3 ~ 4, дополнительно нагреваются до температуры более 510 ℃ и равномерно поступают в конверсионный трубопровод из верхнего газосборного трубопровода и верхнего соединительного трубопровода. В каталитическом слое метан реагирует с паром, образуя CO и H2. Тепло, необходимое для конверсии метана, обеспечивается топливной смесью, сжигаемой в нижней горелке. Температура конверсионного газа, выходящего из печи риформера, составляет 850 ℃, и высокотемпературный газ преобразуется в высокотемпературный. Химический газ поступает в трубную часть котла-утилизатора для получения насыщенного пара под давлением 3,0 МПа. Температура конверсионного газа из котла-утилизатора падает до 300 ℃, после чего конверсионный газ поступает в подогреватель питательной воды котла, водоохладитель конверсионного газа и водоотделитель конверсионного газа для отделения конденсата от технологического конденсата, и технологический газ направляется в установку адсорбции технологического газа (PSA).
Природный газ в качестве топлива смешивается с газом, полученным методом адсорбции-десорбции при переменном давлении, после чего объем топливного газа, поступающего в подогреватель топливного газа, регулируется в соответствии с температурой газа на выходе из печи риформера. После регулирования расхода топливный газ поступает в верхнюю горелку для сгорания и обеспечения теплом печи риформера.
Обессоленная вода предварительно нагревается в подогревателе обессоленной воды и подогревателе питательной воды котла и поступает в побочный пар котла-утилизатора дымовых газов и котла-утилизатора риформинга.
Для того чтобы питательная вода котла соответствовала требованиям, следует добавлять небольшое количество фосфатного раствора и деоксиданта для улучшения предотвращения образования накипи и коррозии в котловой воде. Барабан должен непрерывно сбрасывать часть котловой воды для контроля общего содержания растворенных твердых веществ в котловой воде.

адсорбция с изменением давления
Адсорбционный реактор с псевдоожиженным слоем (PSA) состоит из пяти адсорбционных башен. В любой момент времени одна адсорбционная башня находится в состоянии адсорбции. Компоненты, такие как метан, диоксид углерода и монооксид углерода, содержащиеся в конверсионном газе, остаются на поверхности адсорбента. Водород собирается с верхней части адсорбционной башни в качестве неадсорбируемых компонентов и выводится наружу. Адсорбент, насыщенный примесями, десорбируется на стадии регенерации. После сбора он направляется в печь риформинга в качестве топлива. Этапы регенерации адсорбционной башни состоят из 12 этапов: первый равномерный сброс, второй равномерный сброс, третий равномерный сброс, прямой сброс, обратный сброс, промывка, третий равномерный подъем, второй равномерный подъем, первый равномерный подъем и заключительный подъем. После регенерации адсорбционная башня снова способна обрабатывать конверсионный газ и производить водород. Пять адсорбционных башен поочередно выполняют вышеуказанные этапы для обеспечения непрерывной обработки. Цель состоит в одновременной обработке газа и непрерывном производстве водорода.

2.2 Основное технологическое оборудование

2.