Proizvodnja vodika iz zemeljskega plina ima prednosti nizkih stroškov in znatnega učinka obsega. Raziskave in razvoj naprednejših novih procesnih tehnologij za proizvodnjo vodika iz zemeljskega plina so pomembno zagotovilo za rešitev problema poceni vira vodika. Kot visokokakovostna in čista industrijska energija ima zemeljski plin pomemben strateški pomen v procesu energetskega razvoja na Kitajskem. Ker zemeljski plin ni le pomembno gorivo za vsakdanje življenje ljudi, temveč tudi osnovna surovina za številne kemične sekundarne proizvode.
Proizvodnja vodika iz zemeljskega plina je eden od mnogih produktov, povezanih z zemeljskim plinom. Naftno polje Liaohe, tretje največje naftno in plinsko polje na Kitajskem, je bogato z viri zemeljskega plina, zlasti v centraliziranih podjetjih za predelavo nafte in plina. V procesu proizvodnje nafte in plina lahko proizvedemo precejšnjo količino povezanega suhega plina, ki ima edinstvene pogoje za globoko predelavo zemeljskega plina, kar ima širši praktični pomen za spodbujanje razvoja in popularizacije postopka proizvodnje vodika iz zemeljskega plina.
1 Izbor in teoretična analiza proizvodnje vodika iz zemeljskega plina
Vodik se kot sekundarni kemični produkt pogosto uporablja v farmacevtski, fini kemični, elektronski in elektroindustriji. Zlasti vodik kot prednostno gorivo za gorivne celice bo imel v prihodnosti široke tržne možnosti na področju prometa in proizvodnje energije ter bo zavzel vse pomembnejše mesto v prihodnji energetski strukturi. Tradicionalne metode proizvodnje vodika, kot so pretvorba lahkih ogljikovodikov s paro, elektroliza vode, kreking metanola, uplinjanje premoga in razgradnja amoniaka, so relativno zrele. Vendar pa obstajajo "ena velika in dve nizki" težavi, kot so visoki stroški, nizek izkoristek in nizka delovna učinkovitost. V procesu proizvodnje nafte in plina na naftnem polju Liaohe obstajajo ogljikovodikovi viri, kot sta suhi plin in nafta. Uporaba te metode za proizvodnjo vodika lahko poveča izkoriščenost virov. Poleg tega je glavna sestavina povezanega zemeljskega plina metan, ki ga je mogoče s paro ogljikovodikov pretvoriti v vodik, z visoko proizvodno čistostjo in visoko proizvodno učinkovitostjo.
2. Načelo postopka proizvodnje vodika iz zemeljskega plina
Glavni procesi predelave zemeljskega plina vključujejo atmosfersko in vakuumsko destilacijo, katalitično kreking, katalitično reformiranje in proizvodnjo aromatov. Hkrati vključuje izkoriščanje, zbiranje, prenos in čiščenje zemeljskega plina. Pod določenim tlakom, visoko temperaturo in katalizatorjem alkani in para v zemeljskem plinu kemično reagirajo. Reformirni plin po izmenjavi toplote v kotlu vstopi v konverter, kjer se CO pretvori v H2 in CO2. Po izmenjavi toplote, kondenzaciji in ločitvi pare in vode se plin zaporedno s programskim krmiljenjem prevaja skozi adsorpcijski stolp, opremljen s tremi specifičnimi adsorbenti, kjer se N2, Co, CH4 in CO2 pod pritiskom adsorbirajo z adsorpcijo z nihanjem tlaka (PSA), da se izloči nastali vodik. Analiza znižanja tlaka sprosti nečistoče in regenerira adsorbent.
Reakcijska formula:
CH4 + H2O → CO + 3H2-q
CO + H2O → CO2 + H2 + Q
Čas objave: 10. dec. 2021