Hengzhong generátor vodíka pomocou zemného plynu alebo generátora vodíkového plynu

1. Hlavné parametre zariadenia

1.1 Návrhové podmienky
Názov suroviny: zemný plyn
Tlak suroviny: 0,02 mpg (pretlak)
Teplota suroviny: teplota okolia
Zloženie surovín (predbežné)

1.2 Technické požiadavky na produktový vodík
Výrobná kapacita: 235 Nm3/h (500 kg/D)
Čistota vodíka: H2 ≥ 99,9 %
Spotreba zemného plynu: 110 m3/h (priemerná tepelná hodnota vyššia ako 8500 kcal/m3)
Výstupný tlak vodíka: ≥ 1,6 MPa
Výstupná teplota: ≤ 40 ℃

1.3 Záruka plnenia
Priemerná doba medzi poruchami energetických zariadení 8000 hodín
Flexibilita prevádzky zariadenia: 30 ~ 110%
Projektovaná životnosť statických zariadení je 15 rokov

1.4 Všeobecné usporiadanie
Plocha vonkajšieho zariadenia je 26mx10m = 260m2

2. Procesná jednotka

2.1 Technologický proces
Kompresia a konverzia zemného plynu
Zemný plyn mimo limitu batérie sa najskôr kompresorom natlakuje na 1,6 MPa, potom sa predhrievačom vstupného plynu v konvekčnej sekcii pece parného reforméra zahreje na približne 380 ℃ a vstupuje do odsirovača, kde sa odstráni síra v vstupnom plyne pod 0,1 ppm. Odsírený vstupný plyn a procesná para (3,0 MPaa) sa nastavia v predhrievači zmesi plynov podľa automatickej hodnoty H2O / ∑ C = 3 ~ 4, ďalej sa predhrievajú na viac ako 510 ℃ a rovnomerne vstupujú do konverzného potrubia z horného hlavného potrubia na zhromažďovanie plynu a horného zberného potrubia. V katalytickej vrstve metán reaguje s parou za vzniku CO a H2. Teplo potrebné na premenu metánu poskytuje palivová zmes spaľovaná v spodnom horáku. Teplota konvertovaného plynu z reformovacej pece je 850 ℃ a vysoká teplota sa premieňa na vysokú teplotu. Chemický plyn vstupuje do rúrkovej strany kotla na odpadové teplo, kde produkuje nasýtenú paru s prietokom 3,0 MPa. Teplota konverzného plynu z kotla na odpadové teplo klesne na 300 ℃ a potom konverzný plyn vstupuje do predhrievača napájacej vody kotla, chladiča vody konverzného plynu a odlučovača vody konverzného plynu, kde sa kondenzát oddelí od procesného kondenzátu, a procesný plyn sa posiela do PSA.
Zemný plyn ako palivo sa zmieša s plynom na adsorpciu a desorpciu s kolísavým tlakom a potom sa objem vykurovacieho plynu v predhrievači upraví podľa teploty plynu na výstupe z reformovacej pece. Po nastavení prietoku vstupuje vykurovací plyn do horného horáka na spaľovanie, ktoré dodáva teplo reformovacej peci.
Odsolená voda sa predhrieva v predhrievači odsolenej vody a predhrievači napájacej vody kotla a vstupuje do vedľajšej pary kotla na odpadové plyny a reformingového kotla na odpadové plyny.
Aby napájacia voda kotla spĺňala požiadavky, je potrebné pridať malé množstvo fosfátového roztoku a deoxidačného činidla na zlepšenie ochrany pred vodným kameňom a koróziou kotlovej vody. Z bubna sa musí časť kotlovej vody nepretržite vypúšťať, aby sa reguloval celkový obsah rozpustených pevných látok v kotlovej vode.

Adsorpcia s kolísaním tlaku
PSA pozostáva z piatich adsorpčných veží. Jedna adsorpčná veža je neustále v adsorpčnom stave. Zložky ako metán, oxid uhličitý a oxid uhoľnatý v konverznom plyne zostávajú na povrchu adsorbentu. Vodík sa zhromažďuje z vrchu adsorpčnej veže ako neadsorpčné zložky a odvádza sa mimo hranice. Adsorbent nasýtený nečistotami sa desorbuje z adsorbentu v regeneračnom kroku. Po zachytení sa posiela do reformovacej pece ako palivo. Regeneračné kroky adsorpčnej veže pozostávajú z 12 krokov: prvý rovnomerný pokles, druhý rovnomerný pokles, tretí rovnomerný pokles, dopredný výboj, spätný výboj, preplachovanie, tretí rovnomerný stúpanie, druhý rovnomerný stúpanie, prvý rovnomerný stúpanie a konečný stúpanie. Po regenerácii je adsorpčná veža opäť schopná spracovávať konvertovaný plyn a vyrábať vodík. Päť adsorpčných veží sa striedavo vykonáva vo vyššie uvedených krokoch, aby sa zabezpečilo nepretržité spracovanie. Účelom je súčasná konverzia plynu a nepretržitá výroba vodíka.

2.2 Hlavné procesné zariadenie

2.