Vi har framgångsrikt slutfört vår produktion och leverans av 300 Nm3/h leveransceremoni för Sinopecs distribuerade vätgasproduktionsanläggning för rik metangas. Här vill jag ge en kort introduktion till processen för vätgasproduktion från naturgas.
Med den ökande energiförbrukningen har det blivit en viktig uppgift att hitta ny energi. Som den mest potentiella energin har vätgas ett brett utbud av källor, nästan ingen förorening, hög omvandlingseffektivitet och breda tillämpningsmöjligheter. Vätgasproduktion från naturgas kan i viss mån lindra Kinas energikris och ytterligare främja omvandlingen av Kinas energianvändningsstruktur.
Denna artikel kommer att fokusera på principen för vätgasproduktion från naturgas, processen och tekniken för vätgasproduktion från naturgas, klassificering av vätgasproduktionsteknik från naturgas och kostnadsredovisning av vätgasproduktion från naturgas.
1 Princip och process för vätgasproduktion från naturgas
1.1Principen för vätgasproduktion från naturgas
Principen för produktionsprocessen för naturgasväte är att först förbehandla naturgasen, sedan omvandla metan och ånga till kolmonoxid och väte i reformatorn, och omvandla kolmonoxid till koldioxid och väte i skifttornet efter återvinning av spillvärme. Grunden för denna processteknik är realiserad på basis av ångkonverteringsteknik för naturgas. I skifttornet kontrolleras reaktionstemperaturen i närvaro av katalysator, och kolmonoxiden i omvandlingsgasen reagerar med vatten för att producera väte och koldioxid.
Under lämpligt tryck och temperatur genomgår alkaner i naturgas en serie kemiska reaktioner för att generera omvandlingsgas. Efter att omvandlingsgasen passerat genom en PAS-anordning utrustad med olika adsorbenter under automatisk styrning, adsorberas kolmonoxid, koldioxid och andra föroreningar av adsorptionstornet, och väte skickas till gasförbrukningsenheten för att adsorbera föroreningarna från adsorbentet. Efter desorption kan den analytiska gasen skickas till skiftugnen som bränsle, och adsorbentet kan också regenereras.
Den huvudsakliga reaktionsformeln är följande:
Naturgas och vatten reagerar vid 800 ~ 900 ℃ och bildar en nickeloxidkatalysator för att producera kolmonoxid och väte.
Reaktionsformeln är: CH4 + H2O → CO + H2-Q
Kolmonoxid och vatten reagerar vid 300-400 ℃ med järnoxidkatalysator för att producera koldioxid och väte.
Reaktionsformeln är: CO + H2O → CO2 + H2 + Q
Dessutom är de relevanta tekniska indexkraven i förberedelseprocessen följande:
Trycket är generellt 1,5 ~ 2,5 MPa, och enhetsförbrukningen av naturgas är 0,4 ~ 0,5 m3 / m3 väte; Driftstid: > 8000 timmar; Industriell skala: 1000 m3 / h ~ 100000 m3 / h.
1.2 Processen för produktion av naturgasväte
Vätgasproduktionsprocessen för naturgas omfattar huvudsakligen fyra processer: förbehandling av matargas, ångomvandling av naturgas, kolmonoxidomvandling och vätrening.
Det första steget är förbehandling av råmaterialet. Förbehandlingen här avser huvudsakligen avsvavling av rågasen. I själva processoperationen används naturgasen kobolt-molybden-hydrogeneringsserien zinkoxid vanligtvis som avsvavlingsmedel för att omvandla det organiska svavlet i naturgasen till oorganiskt svavel och sedan avlägsna det. Flödet av rå naturgas som behandlas här är stort, så naturgaskällan med högt tryck kan användas eller en stor marginal kan beaktas vid val av naturgaskompressor.
Det andra steget är ångomvandling av naturgas. Nickelkatalysator används i reformatorn för att omvandla alkaner i naturgas till matargas med huvudkomponenterna kolmonoxid och väte.
Därefter omvandlas kolmonoxiden till att reagera med vattenånga i närvaro av en katalysator för att generera väte och koldioxid för att erhålla omvandlingsgasen vars huvudkomponenter är väte och koldioxid. Beroende på de olika omvandlingstemperaturerna kan omvandlingsprocessen för kolmonoxid delas in i två typer: omvandling vid medeltemperatur och omvandling vid hög temperatur. Omvandlingstemperaturen vid hög temperatur är cirka 360 ℃, och omvandlingsprocessen vid medeltemperatur är cirka 320 ℃. Med utvecklingen av tekniska motåtgärder har tvåstegsprocesser för kolmonoxid vid hög temperatur och låg temperatur antagits under senare år, vilket ytterligare kan spara resursförbrukning. Men om kolmonoxidhalten i omvandlingsgasen inte är hög kan endast omvandling vid medeltemperatur användas.
Det sista steget är att rena vätgas. Numera är det vanligaste vätreningssystemet PAS-systemet, även känt som PSA-renings- och separationssystem. Detta system har låg energiförbrukning, enkel process och hög renhet i vätgasproduktionen. Som mest kan vätgasrenheten nå 99,99 %.
Publiceringstid: 11 november 2021