Tumekamilisha kwa mafanikio uzalishaji na uwasilishaji wa sherehe yetu ya utoaji wa 300Nm3 / saa ya kiwanda cha uzalishaji wa hidrojeni cha gesi ya methane iliyosambazwa na Sinopec. Hapa ningependa kutoa utangulizi mfupi wa mchakato wa uzalishaji wa hidrojeni kutoka kwa gesi asilia.
Kwa kuongezeka kwa matumizi ya nishati, kutafuta nishati mpya kumekuwa kazi muhimu. Kama nishati inayowezekana zaidi, hidrojeni ina vyanzo vingi, karibu hakuna uchafuzi wowote, ufanisi mkubwa wa ubadilishaji na matarajio mapana ya matumizi. Uzalishaji wa hidrojeni kutoka gesi asilia unaweza kupunguza mgogoro wa nishati wa China kwa kiasi fulani na kukuza zaidi mabadiliko ya muundo wa matumizi ya nishati wa China.
Karatasi hii itazingatia kanuni ya uzalishaji wa hidrojeni kutoka kwa gesi asilia, mchakato na teknolojia ya uzalishaji wa hidrojeni kutoka kwa gesi asilia, uainishaji wa teknolojia ya uzalishaji wa hidrojeni kutoka kwa gesi asilia na uhasibu wa gharama za uzalishaji wa hidrojeni kutoka kwa gesi asilia.
1 Kanuni na mchakato wa uzalishaji wa hidrojeni kutoka gesi asilia
1.1Kanuni ya uzalishaji wa hidrojeni kutoka gesi asilia
Kanuni ya mchakato wa uzalishaji wa hidrojeni ya gesi asilia ni kutibu gesi asilia mapema, kisha kubadilisha methane na mvuke kuwa monoksidi kaboni na hidrojeni katika kigeuzi, na kubadilisha monoksidi kaboni kuwa kaboni dioksidi na hidrojeni katika mnara wa mabadiliko baada ya kurejesha joto taka. Msingi wa teknolojia hii ya mchakato unatekelezwa kwa msingi wa teknolojia ya ubadilishaji wa mvuke wa gesi asilia. Katika mnara wa mabadiliko, halijoto ya mmenyuko hudhibitiwa mbele ya kichocheo, na monoksidi kaboni katika gesi ya ubadilishaji humenyuka na maji ili kutoa hidrojeni na kaboni dioksidi.
Chini ya shinikizo na halijoto inayofaa, alkani katika gesi asilia zitapitia mfululizo wa athari za kemikali ili kutoa gesi ya ubadilishaji. Baada ya gesi ya ubadilishaji kupita kwenye kifaa cha PAS kilicho na viambato mbalimbali chini ya udhibiti wa kiotomatiki, monoksidi kaboni, dioksidi kaboni na uchafu mwingine utafyonzwa na mnara wa kufyonzwa, na hidrojeni itatumwa kwenye kitengo kinachotumia gesi ili kufyonza kiambato cha uchafu. Baada ya kufyonzwa, gesi ya uchambuzi inaweza kutumwa kwenye tanuru ya kuhama kama mafuta, na kiambato pia kinaweza kuzaliwa upya.
Fomula kuu ya mmenyuko ni kama ifuatavyo:
Gesi asilia na maji hugusana kwa nyuzi joto 800 ~ 900 na kichocheo cha oksidi ya nikeli ili kutoa monoksidi kaboni na hidrojeni.
Fomula ya mmenyuko ni: CH4 + H2O → CO + H2-Q
Monoksidi kaboni na maji hugusana kwa nyuzi joto 300-400 na kichocheo cha oksidi ya feri ili kutoa kaboni dioksidi na hidrojeni.
Fomula ya mmenyuko ni: CO + H2O → CO2 + H2 + Q
Kwa kuongezea, mahitaji muhimu ya kielezo cha kiufundi katika mchakato wa maandalizi ni kama ifuatavyo:
Shinikizo kwa ujumla ni 1.5 ~ 2.5 MPa, na matumizi ya gesi asilia kwa kitengo ni 0.4 ~ 0.5 m3 / m3 hidrojeni;Muda wa uendeshaji: > 8000h;Kiwango cha viwanda: 1000 m3 / H ~ 100000 m3 / h.
1.2 Mchakato wa uzalishaji wa hidrojeni ya gesi asilia
Mchakato wa uzalishaji wa hidrojeni wa gesi asilia unajumuisha michakato minne: matibabu ya awali ya gesi ya kulisha, ubadilishaji wa mvuke wa gesi asilia, ubadilishaji wa monoksidi kaboni na utakaso wa hidrojeni.
Hatua ya kwanza ni hatua ya maandalizi ya malighafi. Matibabu ya awali hapa yanahusu hasa kuondoa salfa kwenye gesi mbichi. Katika operesheni halisi ya mchakato, oksidi ya zinki ya kobalti ya molybdenum hidrojeni kwa ujumla hutumika kama kiondoa salfa ili kubadilisha salfa kikaboni kwenye gesi asilia kuwa salfa isokaboni na kisha kuiondoa. Mtiririko wa gesi mbichi iliyotibiwa hapa ni mkubwa, kwa hivyo chanzo cha gesi asilia chenye shinikizo kubwa kinaweza kutumika au kiwango kikubwa kinaweza kuzingatiwa wakati wa kuchagua kikandamizaji cha gesi asilia.
Hatua ya pili ni ubadilishaji wa mvuke wa gesi asilia. Kichocheo cha nikeli hutumika katika mrekebishaji kubadilisha alkani katika gesi asilia kuwa gesi ya kulisha yenye vipengele vikuu vya monoksidi kaboni na hidrojeni.
Kisha, monoksidi kaboni hubadilishwa ili kuguswa na mvuke wa maji mbele ya kichocheo ili kutoa hidrojeni na dioksidi kaboni ili kupata gesi ya ubadilishaji ambayo vipengele vyake vikuu ni hidrojeni na dioksidi kaboni. Kulingana na halijoto tofauti ya ubadilishaji, mchakato wa ubadilishaji wa monoksidi kaboni unaweza kugawanywa katika aina mbili: ubadilishaji wa halijoto ya wastani na ubadilishaji wa halijoto ya juu. Halijoto ya ubadilishaji wa halijoto ya juu ni takriban 360 ℃, na mchakato wa ubadilishaji wa halijoto ya wastani ni takriban 320 ℃. Kwa maendeleo ya hatua za kiufundi za kukabiliana, mpangilio wa mchakato wa hatua mbili wa ubadilishaji wa halijoto ya juu na ubadilishaji wa halijoto ya chini umepitishwa katika miaka ya hivi karibuni, ambayo inaweza kuokoa zaidi matumizi ya rasilimali. Hata hivyo, kwa hali ambayo kiwango cha monoksidi kaboni katika gesi ya ubadilishaji si cha juu, ni ubadilishaji wa halijoto ya wastani pekee unaoweza kutumika.
Hatua ya mwisho ni kusafisha hidrojeni. Sasa mfumo unaotumika sana wa kusafisha hidrojeni ni mfumo wa PAS, unaojulikana pia kama mfumo wa utakaso na utengano wa PSA. Mfumo huu una matumizi ya chini ya nishati, mchakato rahisi na usafi mkubwa wa uzalishaji wa hidrojeni. Katika kiwango cha juu zaidi, usafi wa hidrojeni unaweza kufikia 99.99%.
Muda wa chapisho: Novemba-11-2021