Успешно смо завршили производњу и испоруку постројења за производњу водоника богатог метаном, капацитета 300 Nm3/h, компаније Sinopec. Овде бих желео да укратко представим процес производње водоника из природног гаса.
Са интензивирањем потрошње енергије, проналажење нових извора енергије постало је важан задатак. Као енергија са највећим потенцијалом, водоник има широк спектар извора, готово да не загађује, има високу ефикасност конверзије и широке могућности примене. Производња водоника из природног гаса може донекле ублажити енергетску кризу у Кини и додатно промовисати трансформацију структуре коришћења енергије у Кини.
Овај рад ће се фокусирати на принцип производње водоника из природног гаса, процес и технологију производње водоника из природног гаса, класификацију технологије производње водоника из природног гаса и обрачун трошкова производње водоника из природног гаса.
1 Принцип и процес производња водоника из природног гаса
1.1Принцип производње водоника из природног гаса
Принцип процеса производње водоника из природног гаса је да се прво претходна обрада природног гаса, затим претварање метана и паре у угљен-моноксид и водоник у реформатору, и претварање угљен-моноксида у угљен-диоксид и водоник у конверторској кули након рекуперације отпадне топлоте. Основа ове процесне технологије је реализована на бази технологије конверзије паре природног гаса. У конверторској кули, температура реакције се контролише у присуству катализатора, а угљен-моноксид у конверзијском гасу реагује са водом да би се произвео водоник и угљен-диоксид.
Под одговарајућим притиском и температуром, алкани у природном гасу ће проћи кроз низ хемијских реакција да би се створио конверзијски гас. Након што конверзијски гас прође кроз PAS уређај опремљен различитим адсорбентима под аутоматском контролом, угљен-моноксид, угљен-диоксид и друге нечистоће ће бити адсорбоване адсорпционим торњем, а водоник ће бити послат у јединицу која троши гас да би адсорбовао адсорбент нечистоћа. Након десорпције, аналитички гас се може послати у пећ за промену као гориво, а адсорбент се такође може регенерисати.
Главна формула реакције је следећа:
Природни гас и вода реагују на температури од 800 ~ 900 ℃ и никл-оксид катализатору, стварајући угљен-моноксид и водоник.
Реакциона формула је: CH4 + H2O → CO + H2-Q
Угљен-моноксид и вода реагују на 300-400 ℃ са катализатором гвожђе-оксида да би се произвео угљен-диоксид и водоник.
Формула реакције је: CO + H2O → CO2 + H2 + Q
Поред тога, релевантни захтеви техничког индекса у процесу припреме су следећи:
Притисак је генерално 1,5 ~ 2,5 MPa, а јединична потрошња природног гаса је 0,4 ~ 0,5 м3 / м3 водоника; Време рада: > 8000h; Индустријска скала: 1000 м3 / Х ~ 100000 м3 / х.
1.2 Процес производње водоника из природног гаса
Процес производње водоника из природног гаса углавном обухвата четири процеса: претходну обраду доводног гаса, конверзију паре природног гаса, конверзију угљен-моноксида и пречишћавање водоника.
Први корак је корак претходне обраде сировина. Претходна обрада се овде углавном односи на десумпорисање сировог гаса. У стварном процесу рада, цинк оксид, хидрогенизовани природни гас кобалт-молибден, серија се генерално користи као десумпоризатор за претварање органског сумпора у природном гасу у неоргански сумпор, а затим његово уклањање. Проток сировог природног гаса који се овде третира је велики, тако да се може користити извор природног гаса са високим притиском или се може узети у обзир велика маргина при избору компресора за природни гас.
Други корак је конверзија природног гаса паром. Никлов катализатор се користи у реформатору за претварање алкана у природном гасу у гас за напајање са главним компонентама угљен-моноксида и водоника.
Затим, угљен-моноксид се претвара да реагује са воденом паром у присуству катализатора, стварајући водоник и угљен-диоксид, чиме се добија конверзијски гас чије су главне компоненте водоник и угљен-диоксид. Према различитим температурама конверзије, процес конверзије угљен-моноксида може се поделити на два типа: конверзија на средњој температури и конверзија на високој температури. Температура конверзије на високој температури је око 360 ℃, а процес конверзије на средњој температури је око 320 ℃. Развојем техничких контрамера, последњих година је усвојен двостепени процес конверзије угљен-моноксида на високој температури и конверзији на ниској температури, што може додатно уштедети ресурсе. Међутим, у случају да садржај угљен-моноксида у конверзијском гасу није висок, може се усвојити само конверзија на средњој температури.
Последњи корак је пречишћавање водоника. Тренутно се најчешће користи систем за пречишћавање водоника PAS систем, такође познат као PSA систем за пречишћавање и одвајање. Овај систем има ниску потрошњу енергије, једноставан процес и високу чистоћу производње водоника. У највишој могућој мери, чистоћа водоника може достићи 99,99%.
Време објаве: 11. новембар 2021.