Výroba vodíka zo zemného plynu má výhody nízkych nákladov a výrazného efektu rozsahu. Výskum a vývoj pokročilejších nových procesných technológií na výrobu vodíka zo zemného plynu je dôležitou zárukou riešenia problému lacného zdroja vodíka. Ako vysoko kvalitná a čistá priemyselná energia má zemný plyn dôležitý strategický význam v procese rozvoja energetiky v Číne. Pretože zemný plyn nie je len dôležitým palivom pre každodenný život ľudí, ale aj základnou surovinou pre mnohé chemické druhotné produkty.
Výroba vodíka zo zemného plynu je jedným z mnohých produktov zemného plynu. Ropné pole Liaohe, ako tretie najväčšie ropné a plynové pole v Číne, je bohaté na zdroje zemného plynu, najmä v centralizovaných spracovateľských podnikoch ropy a plynu. V procese ťažby ropy a plynu dokážeme vyrobiť značné množstvo pridruženého suchého plynu, ktorý má jedinečné podmienky pre hlboké spracovanie zemného plynu, čo má rozsiahlejší praktický význam pre podporu rozvoja a popularizácie procesu výroby vodíka zo zemného plynu.
1 Výber a teoretická analýza výroby vodíka zo zemného plynu
Ako sekundárny chemický produkt sa vodík široko používa vo farmaceutickom, chemickom, elektronickom a elektrotechnickom priemysle. Vodík ako preferované palivo pre palivové články bude mať v budúcnosti široké trhové vyhliadky v oblasti dopravy a výroby energie a bude zaujímať čoraz dôležitejšie miesto v budúcej energetickej štruktúre. Tradičné metódy výroby vodíka, ako je parná konverzia ľahkých uhľovodíkov, elektrolýza vody, krakovanie metanolu, splyňovanie uhlia a rozklad amoniaku, sú relatívne vyspelé. Existujú však „jeden veľký a dva nízke“ problémy, ako sú vysoké náklady, nízky výťažok a nízka efektivita práce. V procese ťažby ropy a plynu v ropnom poli Liaohe existujú uhľovodíkové zdroje, ako je suchý plyn a nafta. Použitie tejto metódy na výrobu vodíka môže maximalizovať využitie zdrojov. Okrem toho je hlavnou zložkou súvisiaceho zemného plynu metán, ktorý sa môže premeniť na vodík pomocou pary uhľovodíkov s vysokou čistotou výroby a vysokou efektivitou výroby.
2. Princíp procesu výroby vodíka zo zemného plynu
Medzi hlavné procesy spracovania zemného plynu patrí atmosférická a vákuová destilácia, katalytické krakovanie, katalytické reformovanie a výroba aromatických uhľovodíkov. Zároveň zahŕňa ťažbu, zhromažďovanie, prepravu a čistenie zemného plynu. Pri určitom tlaku, vysokej teplote a katalyzátore chemicky reagujú alkány a para v zemnom plyne. Reformačný plyn vstupuje do konvertora po výmene tepla v kotli, kde premieňa CO na H2 a CO2. Po výmene tepla, kondenzácii a oddelení pary a vody plyn postupne prechádza adsorpčnou vežou vybavenou tromi špecifickými adsorbentmi pomocou programového riadenia a N2, Co, CH4 a CO2 sú pod tlakom a adsorbované adsorpciou s kolísavým tlakom (PSA) za účelom extrakcie produkčného vodíka. Analýza odtlakovania uvoľňuje nečistoty a regeneruje adsorbent.
Reakčný vzorec:
CH4 + H2O → CO + 3H2-q
CO + H2O → CO2 + H2 + Q
Čas uverejnenia: 10. decembra 2021