सिनोपेक के वितरण समारोह में समृद्ध मीथेन गैस हाइड्रोजन उत्पादन संयंत्र वितरित किया गया

हमने सिनोपेक वितरित समृद्ध मीथेन गैस हाइड्रोजन उत्पादन संयंत्र के 300Nm3 /h वितरण समारोह का अपना उत्पादन और वितरण सफलतापूर्वक पूरा कर लिया है। यहां मैं प्राकृतिक गैस से हाइड्रोजन उत्पादन की प्रक्रिया का संक्षिप्त परिचय देना चाहूंगा।

ऊर्जा की खपत बढ़ने के साथ नई ऊर्जा की खोज एक महत्वपूर्ण कार्य बन गया है। सबसे संभावित ऊर्जा के रूप में, हाइड्रोजन के स्रोतों की एक विस्तृत श्रृंखला है, लगभग कोई प्रदूषण नहीं है, उच्च रूपांतरण दक्षता और व्यापक अनुप्रयोग संभावनाएं हैं। प्राकृतिक गैस से हाइड्रोजन का उत्पादन चीन के ऊर्जा संकट को कुछ हद तक कम कर सकता है और चीन की ऊर्जा उपयोग संरचना के परिवर्तन को और बढ़ावा दे सकता है।

यह पेपर प्राकृतिक गैस से हाइड्रोजन उत्पादन के सिद्धांत, प्राकृतिक गैस से हाइड्रोजन उत्पादन की प्रक्रिया और प्रौद्योगिकी, प्राकृतिक गैस से हाइड्रोजन उत्पादन तकनीक के वर्गीकरण और प्राकृतिक गैस से हाइड्रोजन उत्पादन की लागत लेखांकन पर केंद्रित होगा।

1का सिद्धांत एवं प्रक्रियाप्राकृतिक गैस से हाइड्रोजन का उत्पादन

1.1प्राकृतिक गैस से हाइड्रोजन उत्पादन का सिद्धांत

प्राकृतिक गैस हाइड्रोजन उत्पादन प्रक्रिया का सिद्धांत पहले प्राकृतिक गैस का पूर्व उपचार करना है, फिर रिफॉर्मर में मीथेन और भाप को कार्बन मोनोऑक्साइड और हाइड्रोजन में परिवर्तित करना है, और अपशिष्ट ताप पुनर्प्राप्ति के बाद शिफ्ट टॉवर में कार्बन मोनोऑक्साइड को कार्बन डाइऑक्साइड और हाइड्रोजन में परिवर्तित करना है। इस प्रक्रिया प्रौद्योगिकी का आधार प्राकृतिक गैस भाप रूपांतरण प्रौद्योगिकी के आधार पर साकार होता है। शिफ्ट टावर में, उत्प्रेरक की उपस्थिति में प्रतिक्रिया तापमान को नियंत्रित किया जाता है, और रूपांतरण गैस में कार्बन मोनोऑक्साइड पानी के साथ प्रतिक्रिया करके हाइड्रोजन और कार्बन डाइऑक्साइड का उत्पादन करता है।

उचित दबाव और तापमान के तहत, प्राकृतिक गैस में अल्केन्स रूपांतरण गैस उत्पन्न करने के लिए रासायनिक प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला से गुजरेंगे। रूपांतरण गैस स्वचालित नियंत्रण के तहत विभिन्न अवशोषक से सुसज्जित पीएएस डिवाइस से गुजरने के बाद, कार्बन मोनोऑक्साइड, कार्बन डाइऑक्साइड और अन्य अशुद्धियों को सोखना टॉवर द्वारा सोख लिया जाएगा, और हाइड्रोजन को अशुद्धियों के अवशोषक को सोखने के लिए गैस उपभोग करने वाली इकाई में भेजा जाएगा। विशोषण, विश्लेषणात्मक गैस को ईंधन के रूप में शिफ्ट भट्टी में भेजा जा सकता है, और अधिशोषक को भी पुनर्जीवित किया जा सकता है।

मुख्य प्रतिक्रिया सूत्र इस प्रकार है:

प्राकृतिक गैस और पानी 800 ~ 900 ℃ और निकल ऑक्साइड उत्प्रेरक पर प्रतिक्रिया करके कार्बन मोनोऑक्साइड और हाइड्रोजन का उत्पादन करते हैं।

प्रतिक्रिया सूत्र है: CH4 + H2O → CO + H2-Q

कार्बन मोनोऑक्साइड और पानी 300-400 ℃ पर फेरिक ऑक्साइड उत्प्रेरक के साथ प्रतिक्रिया करके कार्बन डाइऑक्साइड और हाइड्रोजन का उत्पादन करते हैं।

प्रतिक्रिया सूत्र है: CO + H2O → CO2 + H2 + Q

इसके अलावा, तैयारी प्रक्रिया में प्रासंगिक तकनीकी सूचकांक आवश्यकताएँ इस प्रकार हैं:

दबाव आम तौर पर 1.5 ~ 2.5 एमपीए है, और प्राकृतिक गैस की इकाई खपत 0.4 ~ 0.5 एम3/एम3 हाइड्रोजन है; संचालन समय: > 8000एच; औद्योगिक पैमाने: 1000 एम3/एच ~ 100000 एम3/एच।

1.2प्राकृतिक गैस हाइड्रोजन उत्पादन प्रक्रिया

प्राकृतिक गैस की हाइड्रोजन उत्पादन प्रक्रिया में मुख्य रूप से चार प्रक्रियाएँ शामिल हैं: फ़ीड गैस प्रीट्रीटमेंट, प्राकृतिक गैस भाप रूपांतरण, कार्बन मोनोऑक्साइड रूपांतरण और हाइड्रोजन शुद्धिकरण।

पहला कदम कच्चे माल का पूर्व उपचार कदम है। यहां पूर्व-उपचार मुख्य रूप से कच्ची गैस के डिसल्फराइजेशन को संदर्भित करता है। वास्तविक प्रक्रिया संचालन में, प्राकृतिक गैस कोबाल्ट मोलिब्डेनम हाइड्रोजनीकरण श्रृंखला जिंक ऑक्साइड का उपयोग आम तौर पर प्राकृतिक गैस में कार्बनिक सल्फर को अकार्बनिक सल्फर में परिवर्तित करने और फिर इसे हटाने के लिए डिसल्फराइज़र के रूप में किया जाता है। यहां उपचारित कच्ची प्राकृतिक गैस का प्रवाह बड़ा है, इसलिए उच्च दबाव वाले प्राकृतिक गैस स्रोत का उपयोग किया जा सकता है या प्राकृतिक गैस कंप्रेसर का चयन करते समय बड़े मार्जिन पर विचार किया जा सकता है।

दूसरा चरण प्राकृतिक गैस का भाप रूपांतरण है। निकेल उत्प्रेरक का उपयोग प्राकृतिक गैस में अल्केन्स को कार्बन मोनोऑक्साइड और हाइड्रोजन के मुख्य घटकों के साथ फ़ीड गैस में परिवर्तित करने के लिए सुधारक में किया जाता है।

फिर, कार्बन मोनोऑक्साइड को उत्प्रेरक की उपस्थिति में जल वाष्प के साथ प्रतिक्रिया करके हाइड्रोजन और कार्बन डाइऑक्साइड उत्पन्न करने के लिए परिवर्तित किया जाता है ताकि रूपांतरण गैस प्राप्त हो सके जिसके मुख्य घटक हाइड्रोजन और कार्बन डाइऑक्साइड हैं। विभिन्न रूपांतरण तापमान के अनुसार, कार्बन मोनोऑक्साइड की रूपांतरण प्रक्रिया को दो प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: मध्यम तापमान रूपांतरण और उच्च तापमान रूपांतरण। उच्च तापमान रूपांतरण तापमान लगभग 360 ℃ है, और मध्यम तापमान रूपांतरण प्रक्रिया लगभग 320 ℃ है। तकनीकी प्रति उपायों के विकास के साथ, कार्बन मोनोऑक्साइड उच्च तापमान रूपांतरण और निम्न-तापमान रूपांतरण की दो-चरण प्रक्रिया सेटिंग को अपनाया गया है हाल के वर्षों में, जो संसाधनों की खपत को और बचा सकता है। हालाँकि, उस स्थिति के लिए जब रूपांतरण गैस में कार्बन मोनोऑक्साइड की मात्रा अधिक नहीं है, केवल मध्यम तापमान रूपांतरण को अपनाया जा सकता है।

अंतिम चरण हाइड्रोजन को शुद्ध करना है। अब सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली हाइड्रोजन शुद्धिकरण प्रणाली पीएएस प्रणाली है, जिसे पीएसए शुद्धि और पृथक्करण प्रणाली के रूप में भी जाना जाता है। इस प्रणाली में कम ऊर्जा खपत, सरल प्रक्रिया और हाइड्रोजन उत्पादन की उच्च शुद्धता है। उच्चतम स्तर पर, हाइड्रोजन की शुद्धता 99.99% तक पहुँच सकती है।