Hemos completado con éxito nuestra producción y entrega de la ceremonia de entrega de 300 Nm3 /h de la planta de producción de hidrógeno de gas metano rico distribuido de Sinopec. Aquí me gustaría dar una breve introducción al proceso de producción de hidrógeno a partir de gas natural.
Con la intensificación del consumo de energía, encontrar nueva energía se ha convertido en una tarea importante. Como energía con mayor potencial, el hidrógeno tiene una amplia gama de fuentes, casi no contamina, una alta eficiencia de conversión y amplias perspectivas de aplicación. La producción de hidrógeno a partir de gas natural puede aliviar la crisis energética de China hasta cierto punto y promover aún más la transformación de la estructura de utilización de energía de China.
Este artículo se centrará en el principio de producción de hidrógeno a partir de gas natural, el proceso y la tecnología de producción de hidrógeno a partir de gas natural, la clasificación de la tecnología de producción de hidrógeno a partir de gas natural y la contabilidad de costes de la producción de hidrógeno a partir de gas natural.
1Principio y proceso deproducción de hidrógeno a partir de gas natural
1.1Principio de producción de hidrógeno a partir de gas natural.
El principio del proceso de producción de hidrógeno con gas natural es pretratar primero el gas natural, luego convertir metano y vapor en monóxido de carbono e hidrógeno en el reformador, y convertir el monóxido de carbono en dióxido de carbono e hidrógeno en la torre de cambio después de la recuperación del calor residual. La base de esta tecnología de proceso se basa en la tecnología de conversión de vapor de gas natural. En la torre de cambio, la temperatura de reacción se controla en presencia de un catalizador y el monóxido de carbono del gas de conversión reacciona con el agua para producir hidrógeno y dióxido de carbono.
Bajo presión y temperatura adecuadas, los alcanos del gas natural sufrirán una serie de reacciones químicas para generar gas de conversión. Después de que el gas de conversión pasa a través del dispositivo PAS equipado con varios adsorbentes bajo control automático, la torre de adsorción absorberá monóxido de carbono, dióxido de carbono y otras impurezas, y se enviará hidrógeno a la unidad consumidora de gas para adsorber el adsorbente de impurezas. Durante la desorción, el gas analítico se puede enviar al horno de cambio como combustible y el adsorbente también se puede regenerar.
La fórmula de reacción principal es la siguiente:
El gas natural y el agua reaccionan a 800 ~ 900 ℃ y el catalizador de óxido de níquel para producir monóxido de carbono e hidrógeno.
La fórmula de la reacción es: CH4 + H2O → CO + H2-Q
El monóxido de carbono y el agua reaccionan a 300-400 ℃ con un catalizador de óxido férrico para producir dióxido de carbono e hidrógeno.
La fórmula de la reacción es: CO + H2O → CO2 + H2 + Q
Además, los requisitos de índices técnicos relevantes en el proceso de preparación son los siguientes:
La presión es generalmente de 1,5 ~ 2,5 MPa y el consumo unitario de gas natural es de 0,4 ~ 0,5 m3/m3 de hidrógeno; Tiempo de funcionamiento: > 8000 h; Escala industrial: 1000 m3/H ~ 100000 m3/h.
1.2Proceso de producción de hidrógeno con gas natural.
El proceso de producción de hidrógeno del gas natural incluye principalmente cuatro procesos: pretratamiento del gas de alimentación, conversión de vapor de gas natural, conversión de monóxido de carbono y purificación de hidrógeno.
El primer paso es el pretratamiento de la materia prima. El pretratamiento aquí se refiere principalmente a la desulfuración del gas bruto. En la operación del proceso real, la serie de óxido de zinc de hidrogenación de cobalto y molibdeno del gas natural se utiliza generalmente como desulfurizador para convertir el azufre orgánico del gas natural en azufre inorgánico y luego eliminarlo. El flujo de gas natural crudo tratado aquí es grande, por lo que se puede utilizar la fuente de gas natural con alta presión o se puede considerar un gran margen al seleccionar el compresor de gas natural.
El segundo paso es la conversión de vapor de gas natural. El catalizador de níquel se utiliza en el reformador para convertir los alcanos del gas natural en gas de alimentación con componentes principales de monóxido de carbono e hidrógeno.
Luego, el monóxido de carbono se convierte para reaccionar con vapor de agua en presencia de un catalizador para generar hidrógeno y dióxido de carbono para obtener el gas de conversión cuyos componentes principales son hidrógeno y dióxido de carbono. Según las diferentes temperaturas de conversión, el proceso de conversión de monóxido de carbono se puede dividir en dos tipos: conversión a temperatura media y conversión a alta temperatura. La temperatura de conversión a alta temperatura es de aproximadamente 360 ℃ y el proceso de conversión a temperatura media es de aproximadamente 320 ℃. Con el desarrollo de contramedidas técnicas, se ha adoptado la configuración del proceso de dos etapas de conversión a alta temperatura y conversión a baja temperatura de monóxido de carbono. últimos años, lo que puede ahorrar aún más el consumo de recursos. Sin embargo, en el caso de que el contenido de monóxido de carbono en el gas de conversión no sea alto, sólo se puede adoptar una conversión a temperatura media.
El último paso es purificar el hidrógeno. Actualmente, el sistema de purificación de hidrógeno más utilizado es el sistema PAS, también conocido como sistema de purificación y separación de PSA. Este sistema tiene un bajo consumo de energía, un proceso simple y una alta pureza de producción de hidrógeno. En el nivel más alto, la pureza del hidrógeno puede alcanzar el 99,99%.
Hora de publicación: 11-nov-2021
