Генерація водню Hengzhong за допомогою природного газу або генератора водневого газу

1. Основні параметри пристрою

1.1 Умови проектування
Назва сировини: природний газ
Тиск сировини: 0,02 МПа (манометричний тиск)
Температура сировини: температура навколишнього середовища
Склад сировини (попередній)

1.2 Технічні вимоги до продукту водень
Виробнича потужність: 235 Нм3/год (500 кг/D)
Чистота водню: H2 ≥ 99,9%
Споживання природного газу: 110 м3/год (теплотворна здатність понад 8500 ккал/м3)
Вихідний тиск водню: ≥ 1,6 МПа
Температура на виході: ≤ 40 ℃

1.3 Гарантія виконання
Середній час роботи між відмовами енергетичного обладнання 8000 годин
Гнучкість роботи пристрою: 30 ~ 110%
Розрахунковий термін служби статичного обладнання становить 15 років

1.4 Загальне розташування
Площа розташування зовнішнього пристрою становить 26м x 10м = 260м²

2. Процесний блок

2.1 Технологічний процес
Стиснення та конверсія природного газу
Природний газ за межами акумуляторної батареї спочатку стискається компресором до тиску 1,6 МПа, потім нагрівається приблизно до 380 ℃ за допомогою попереднього підігрівача вихідного газу в конвекційній секції печі парового риформінгу та надходить у десульфуратор для видалення сірки з вихідного газу з вмістом сірки нижче 0,1 ppm. Десульфурований вихідний газ та технологічна пара (3,0 Мпа/рік) регулюються попереднім підігрівачем суміші газів відповідно до автоматичного значення H2O / ∑ C = 3 ~ 4, додатково нагріваються до температури понад 510 ℃ та рівномірно надходять у трубу перетворення з верхньої головної труби збору газу та верхньої труби з'єднання. У шарі каталізатора метан реагує з парою, утворюючи CO та H2. Тепло, необхідне для перетворення метану, забезпечується паливною сумішшю, що спалюється в нижньому пальнику. Температура конвертованого газу з печі риформінгу становить 850 ℃, і висока температура перетворюється на високотемпературний. Хімічний газ надходить у трубну частину котла-утилізатора для утворення насиченої пари з витратою 3,0 Мпа на рік. Температура конверсійного газу з котла-утилізатора падає до 300 ℃, а потім конверсійний газ по черзі надходить до підігрівача живильної води котла, охолоджувача води конверсійного газу та водосепаратора конверсійного газу для відділення конденсату від технологічного конденсату, а технологічний газ надходить до PSA.
Природний газ як паливо змішується з газом адсорбції та десорбції з перепадами тиску, а потім об'єм паливного газу в попередньому підігрівачі паливного газу регулюється відповідно до температури газу на виході з печі риформінгу. Після регулювання потоку паливний газ надходить у верхній пальник для спалювання, що забезпечує теплом піч риформінгу.
Знесолена вода попередньо нагрівається в попередньому підігрівачі знесоленої води та попередньому підігрівачі живильної води котла та надходить у пару побічних продуктів котла-відходів димових газів та котла-відходів риформінгового газу.
Щоб живильна вода котла відповідала вимогам, слід додати невелику кількість розчину фосфату та розкислювача для покращення захисту від накипу та корозії котлової води. Барабан повинен безперервно скидати частину котлової води для контролю загального вмісту розчинених твердих речовин у котловій воді.

Адсорбція при коливаннях тиску
Система адсорбції газу (PSA) складається з п'яти адсорбційних веж. Одна з них постійно перебуває в стані адсорбції. Такі компоненти, як метан, вуглекислий газ та монооксид вуглецю, що містяться в конверсійному газі, залишаються на поверхні адсорбенту. Водень збирається зверху адсорбційної вежі як неадсорбційні компоненти та виводиться за межі. Адсорбент, насичений домішковими компонентами, десорбується з адсорбенту на етапі регенерації. Після збору він подається до печі риформінгу як паливо. Етапи регенерації адсорбційної вежі складаються з 12 етапів: перше рівномірне падіння, друге рівномірне падіння, третє рівномірне падіння, прямий розряд, зворотний розряд, промивання, третій рівномірний підйом, другий рівномірний підйом, перший рівномірний підйом та останній підйом. Після регенерації адсорбційна вежа знову здатна обробляти конвертований газ та виробляти водень. П'ять адсорбційних веж по черзі виконують вищезазначені етапи, забезпечуючи безперервну обробку. Метою є одночасне перетворення газу та безперервне виробництво водню.

2.2 Основне технологічне обладнання

2.