Úspešne sme dokončili výrobu a dodanie 300 Nm3/h distribuovaného závodu na výrobu vodíka z bohatého metánu od spoločnosti Sinopec. Rád by som vám v krátkosti predstavil proces výroby vodíka zo zemného plynu.
S rastúcou spotrebou energie sa hľadanie nových zdrojov energie stalo dôležitou úlohou. Vodík ako energia s najväčším potenciálom má širokú škálu zdrojov, takmer žiadne znečistenie, vysokú účinnosť premeny a široké možnosti využitia. Výroba vodíka zo zemného plynu môže do určitej miery zmierniť energetickú krízu v Číne a ďalej podporiť transformáciu štruktúry využívania energie v Číne.
Tento článok sa zameria na princíp výroby vodíka zo zemného plynu, proces a technológiu výroby vodíka zo zemného plynu, klasifikáciu technológie výroby vodíka zo zemného plynu a účtovníctvo nákladov na výrobu vodíka zo zemného plynu.
1 Princíp a proces výroba vodíka zo zemného plynu
1.1Princíp výroby vodíka zo zemného plynu
Princíp procesu výroby vodíka zo zemného plynu spočíva v predúprave zemného plynu, následnej premene metánu a pary na oxid uhoľnatý a vodík v reforméri a premene oxidu uhoľnatého na oxid uhličitý a vodík v konverznej veži po spätnom získavaní odpadového tepla. Základom tejto procesnej technológie je technológia parnej konverzie zemného plynu. V konverznej veži sa reakčná teplota reguluje v prítomnosti katalyzátora a oxid uhoľnatý v konverznom plyne reaguje s vodou za vzniku vodíka a oxidu uhličitého.
Pri vhodnom tlaku a teplote alkány v zemnom plyne prechádzajú sériou chemických reakcií za vzniku konverzného plynu. Po prechode konverzného plynu cez PAS zariadenie vybavené rôznymi automaticky riadenými adsorbentmi sa oxid uhoľnatý, oxid uhličitý a ďalšie nečistoty adsorbujú v adsorpčnej veži a vodík sa posiela do jednotky spotrebúvajúcej plyn, aby adsorboval adsorbent nečistôt. Po desorpcii sa analytický plyn môže posielať do konverznej pece ako palivo a adsorbent sa môže tiež regenerovať.
Hlavný reakčný vzorec je nasledovný:
Zemný plyn a voda reagujú pri teplote 800 ~ 900 ℃ a za pôsobenia katalyzátora na báze oxidu nikelnatého vzniká oxid uhoľnatý a vodík.
Reakčný vzorec je: CH4 + H2O → CO + H2-Q
Oxid uhoľnatý a voda reagujú pri teplote 300 – 400 ℃ s katalyzátorom oxidom železitým za vzniku oxidu uhličitého a vodíka.
Reakčný vzorec je: CO + H2O → CO2 + H2 + Q
Okrem toho sú príslušné požiadavky na technický index v procese prípravy nasledovné:
Tlak je vo všeobecnosti 1,5 ~ 2,5 MPa a jednotková spotreba zemného plynu je 0,4 ~ 0,5 m3 / m3 vodíka; Prevádzková doba: > 8000 h; Priemyselné meradlo: 1000 m3 / H ~ 100000 m3 / h.
1.2 Proces výroby vodíka zo zemného plynu
Proces výroby vodíka zo zemného plynu zahŕňa hlavne štyri procesy: predúprava vstupného plynu, konverzia zemného plynu parou, konverzia oxidu uhoľnatého a čistenie vodíka.
Prvým krokom je krok predúpravy suroviny. Predúprava sa tu vzťahuje najmä na odsirenie surového plynu. V samotnom procese sa ako odsirovač zvyčajne používa hydrogenácia kobaltu a molybdénu zo zemného plynu, oxid zinočnatý, na premenu organickej síry v zemnom plyne na anorganickú síru a jej následné odstránenie. Prietok surového zemného plynu, ktorý sa tu upravuje, je veľký, takže sa môže použiť zdroj zemného plynu s vysokým tlakom alebo sa pri výbere kompresora zemného plynu môže zvážiť veľká rezerva.
Druhým krokom je parná premena zemného plynu. Niklový katalyzátor sa používa v reforméri na premenu alkánov v zemnom plyne na vstupný plyn s hlavnými zložkami oxidu uhoľnatého a vodíka.
Oxid uhoľnatý sa potom premieňa na reakciu s vodnou parou v prítomnosti katalyzátora za vzniku vodíka a oxidu uhličitého, čím sa získa konverzný plyn, ktorého hlavnými zložkami sú vodík a oxid uhličitý. Podľa rôznych konverzných teplôt možno konverzný proces oxidu uhoľnatého rozdeliť na dva typy: konverzia pri strednej teplote a konverzia pri vysokej teplote. Konverzná teplota pri vysokej teplote je približne 360 ℃ a konverzný proces pri strednej teplote je približne 320 ℃. S vývojom technických protiopatrení sa v posledných rokoch prijalo dvojstupňové nastavenie procesu konverzie oxidu uhoľnatého pri vysokej a nízkej teplote, čo môže ďalej šetriť spotrebu zdrojov. Avšak v prípade, že obsah oxidu uhoľnatého v konverznom plyne nie je vysoký, je možné použiť iba konverziu pri strednej teplote.
Posledným krokom je čistenie vodíka. V súčasnosti je najbežnejšie používaným systémom čistenia vodíka systém PAS, známy aj ako systém čistenia a separácie PSA. Tento systém má nízku spotrebu energie, jednoduchý proces a vysokú čistotu produkovaného vodíka. V najvyššej miere môže čistota vodíka dosiahnuť 99,99 %.
Čas uverejnenia: 11. novembra 2021