giriiş
Doğal gazdan hidrojen üretimi, düşük maliyet ve önemli ölçek ekonomisi avantajlarına sahiptir. Doğal gazdan hidrojen üretimi için daha gelişmiş yeni proses teknolojilerinin araştırılması ve geliştirilmesi, ucuz hidrojen kaynağı sorununu çözmenin önemli bir garantisidir. Yüksek kaliteli ve temiz bir endüstriyel enerji kaynağı olarak doğal gaz, Çin'deki enerji geliştirme sürecinde önemli stratejik öneme sahiptir. Çünkü doğal gaz, insanların günlük yaşamı için önemli bir yakıt olmasının yanı sıra, birçok kimyasal yan ürünün temel hammaddesidir.
Doğal gazdan hidrojen üretimi, birçok doğal gaz ürününden biridir. Çin'in üçüncü büyük petrol ve doğalgaz sahası olan Liaohe Petrol Sahası, özellikle petrol ve doğalgaz merkezi işleme tesisleri açısından zengin doğalgaz kaynaklarına sahiptir. Petrol ve doğalgaz üretim sürecinde, önemli miktarda ilişkili kuru gaz üretilebilmektedir; bu da doğal gazın derin işlenmesi için benzersiz koşullar sunmakta ve doğal gaz hidrojen üretim sürecinin geliştirilmesi ve yaygınlaştırılması açısından daha geniş pratik öneme sahip olmaktadır.
Doğal gazdan hidrojen üretimi için seçim ve teorik analiz
İkincil bir kimyasal ürün olarak hidrojen, ilaç, ince kimya, elektronik ve elektrik endüstrilerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Özellikle yakıt hücreleri için tercih edilen yakıt olan hidrojen, gelecekte ulaşım ve enerji üretimi alanında geniş pazar potansiyeline sahip olacak ve gelecekteki enerji yapısında giderek daha önemli bir yer edinecektir. Hafif hidrokarbon buhar dönüşümü, su elektrolizi, metanol kraking, kömür gazlaştırma ve amonyak ayrışması gibi geleneksel hidrojen üretim yöntemleri nispeten olgunlaşmıştır. Bununla birlikte, yüksek maliyet, düşük verim ve düşük iş gücü verimliliği gibi "bir yüksek ve iki düşük" sorunları vardır. Liaohe Petrol Sahası'ndaki petrol ve gaz üretim sürecinde, kuru gaz ve nafta gibi hidrokarbon kaynakları bulunmaktadır. Bu yöntemle hidrojen üretmek, kaynakların kullanımını en üst düzeye çıkarabilir. Dahası, ilişkili doğal gazın ana bileşeni metandır ve bu metan, hidrokarbon buharı ile hidrojene dönüştürülebilir; bu da yüksek üretim saflığı ve yüksek üretim verimliliği sağlar.
Doğal gazdan hidrojen üretiminin proses prensibi
Doğal gazın başlıca işleme süreçleri arasında atmosferik ve vakum damıtma, katalitik kraking, katalitik reformlama ve aromatik üretimi yer almaktadır. Aynı zamanda doğal gazın çıkarılması, toplanması, iletimi ve saflaştırılmasını da içermektedir. Belirli bir basınç, yüksek sıcaklık ve katalizör altında, doğal gazdaki alkanlar ve buhar kimyasal olarak reaksiyona girer. Reform gazı, kazanda ısı değişiminden sonra konvertöre girerek CO'yu H2 ve CO2'ye dönüştürür. Isı değişimi, yoğuşma ve buhar-su ayrımından sonra, gaz, program kontrolü ile üç özel adsorbanla donatılmış adsorpsiyon kulesinden sırayla geçirilir ve N2, Co, CH4 ve CO2 basınçlandırılır ve basınç salınımlı adsorpsiyon (PSA) ile adsorbe edilerek ürün hidrojen elde edilir. Basınç düşürme analizi, safsızlıkları giderir ve adsorbanı yeniden oluşturur.
Tepkime formülü: CH4 + H2O → CO + 3h2-q CO + H2O → CO2 + H2 + Q
Başlıca teknik göstergeler. Basınç: 1,0-2,5 mpa; Doğal gaz birim tüketimi: 0,5-0,56 nm³/nm³ hidrojen; Enerji tüketimi: 0,8-1,5/nm³ hidrojen; Ölçek: 1000 nm³/saat ~ 100000 nm³/saat; Saflık: Endüstriyel hidrojen ve saf hidrojene uygundur (GB/t7445-1995); Yıllık çalışma süresi: 8000 saatten fazla.
