1.Glavni parametri uređaja
1.1 Uvjeti projektiranja
Naziv sirovine: prirodni plin
Tlak sirovog materijala: 0,02 mpag (mjerni tlak)
Temperatura sirovine: temperatura okoline
Sastav sirovina (privremeno)
1.2 Tehnički zahtjevi za proizvod vodik
Kapacitet proizvodnje: 235 Nm3 / h (500 kg / D)
Čistoća vodika: H2 ≥ 99,9%
Potrošnja prirodnog plina: 110m3/h (LHV veći od 8500Kcal/m3)
Izlazni tlak vodika: ≥ 1,6Mpa
Izlazna temperatura: ≤ 40 ℃
1.3 Jamstvo izvedbe
Srednje vrijeme između kvarova energetske opreme 8000 sati
Fleksibilnost rada uređaja: 30 ~ 110%
Projektirani životni vijek statičke opreme je 15 godina
1.4 Opći izgled
Tlocrtna površina vanjskog uređaja je 26mx10m = 260m2
2. Procesna jedinica
2.1 Tehnološki proces
Kompresija i konverzija prirodnog plina
Prirodni plin izvan ograničenja baterije najprije se kompresorom stlači na 1,6Mpa, zatim se zagrijava na oko 380 ℃ pomoću predgrijača dovodnog plina u konvekcijskom dijelu peći za parni reformer i ulazi u desumporizator kako bi se uklonio sumpor u dovodnom plinu ispod 0,1 ppm. Desulfurizirani dovodni plin i procesna para (3,0 mpaa) Podesite predgrijač miješanog plina u skladu s automatskom vrijednošću H2O / ∑ C = 3 ~ 4, dodatno predgrijajte na više od 510 ℃ i ravnomjerno uđite u cijev za konverziju iz gornjeg skupljanja plina glavna cijev i gornja pigtail cijev. U sloju katalizatora metan reagira s parom stvarajući CO i H2. Toplina potrebna za pretvorbu metana osigurava se mješavinom goriva koja izgara na donjem plameniku. Temperatura pretvorenog plina iz reformer peći je 850 ℃, a visoka temperatura se pretvara u visoku temperaturu。 Kemijski plin ulazi u cijev kotla za otpadnu toplinu i proizvodi 3,0 mpaa zasićene pare. Temperatura plina za konverziju iz kotla otpadne topline pada na 300 ℃, a zatim plin za konverziju ulazi u predgrijač napojne vode kotla, hladnjak vode za plin za konverziju i separator vode za plin za konverziju kako bi se kondenzat odvojio od procesnog kondenzata, a procesni plin se šalje u PSA.
Prirodni plin kao gorivo miješa se s plinom za adsorpciju i desorpciju s promjenom tlaka, a zatim se volumen plina za gorivo u predgrijaču plina za gorivo prilagođava u skladu s temperaturom plina na izlazu iz reformer peći. Nakon prilagodbe protoka, gorivi plin ulazi u gornji plamenik za izgaranje kako bi se osigurala toplina reformerskoj peći.
Odsoljena voda se predgrijava pomoću predgrijača odsoljene vode i predgrijača napojne vode kotla i ulazi u paru nusproizvoda kotla za otpadni dimni plin i kotla za reformiranje otpadnog plina.
Kako bi napojna voda kotla zadovoljila zahtjeve, treba dodati malu količinu otopine fosfata i deoksidansa kako bi se poboljšalo stvaranje kamenca i korozija vode kotla. Bubanj će kontinuirano ispuštati dio kotlovske vode kako bi se kontrolirale ukupne otopljene čvrste tvari kotlovske vode u bubnju.
Adsorpcija pri promjenama tlaka
PSA se sastoji od pet adsorpcijskih tornjeva. Jedan adsorpcijski toranj je u stanju adsorpcije u svakom trenutku. Komponente kao što su metan, ugljikov dioksid i ugljikov monoksid u plinu za konverziju ostaju na površini adsorbensa. Vodik se skuplja s vrha adsorpcijskog tornja kao neadsorpcijske komponente i šalje izvan granice. Adsorbent zasićen komponentama nečistoća desorbira se iz adsorbensa kroz korak regeneracije. Nakon što se sakupi, šalje se u reformatorsku peć kao gorivo. Koraci regeneracije adsorpcijskog tornja sastoje se od 12 koraka: prvi ravnomjerni pad, drugi ravnomjerni pad, treći ravnomjerni pad, pražnjenje naprijed, obrnuto pražnjenje, ispiranje, treće ravnomjerno podizanje, drugo ravnomjerno podizanje, prvo ravnomjerno podizanje i konačno podizanje. Nakon regeneracije, adsorpcijski toranj ponovno je sposoban za obradu pretvorenog plina i proizvodnju vodika. Pet adsorpcijskih tornjeva izmjenjuju se kako bi izvršili gore navedene korake kako bi osigurali kontinuirani tretman. Svrha pretvaranja plina i kontinuirane proizvodnje vodika u isto vrijeme.
2.2 Glavna procesna oprema
S N | Oprema Ime | Glavni tehnički podaci | Glavni materijali | Jedinična težina tona | KOL | Opaske |
Ⅰ | Dio za pretvorbu prirodnog plina u paru | |||||
1 | Reformatorska peć | 1 set | ||||
Toplinsko opterećenje | Odsjek zračenja: 0,6mW | |||||
Konvekcijski dio: 0,4mw | ||||||
Plamenik | Toplinsko opterećenje: 1,5 mw/set | složeni materijal | 1 | |||
Cijev reformatora visoke temperature | HP-Nb | |||||
Gornji pigtail | 304SS | 1 set | ||||
Donji pigtail | Incoloy | 1 set | ||||
Izmjenjivač topline konvekcijskog dijela | ||||||
Predgrijavanje miješanih sirovina | 304SS | 1 grupa | ||||
Predgrijavanje napojnog plina | 15CrMo | 1 grupa | ||||
Kotao za otpadne plinove | 15CrMo | 1 grupa | ||||
Razdjelnik | Incoloy | 1 grupa | ||||
2 | Dimnjak | DN300 H=7000 | 20# | 1 | ||
Dizajnirana temperatura: 300 ℃ | ||||||
Projektni tlak: tlak okoline | ||||||
3 | Toranj za odsumporavanje | Φ400 H=2000 | 15CrMo | 1 | ||
Dizajnirana temperatura: 400 ℃ | ||||||
Dizajnirani tlak: 2,0 MPa | ||||||
4 | Pretvorbeni plinski otpadni kotao | Φ200/Φ400 H=3000 | 15CrMo | 1 | ||
Dizajnirana temperatura: 900 ℃ / 300 ℃ | ||||||
Dizajnirani tlak: 2,0 MPa | ||||||
Toplinsko opterećenje: 0,3mw | ||||||
Vruća strana: plin za konverziju visoke temperature | ||||||
Hladna strana: kotlovska voda | ||||||
5 | Pumpa za napajanje kotla | Q=1m3/h | 1Cr13 | 2 | 1+1 | |
Dizajnirana temperatura: 80 ℃ | ||||||
Ulazni tlak: 0,01Mpa | ||||||
Izlazni tlak: 3.0MPa | ||||||
Motor otporan na eksploziju: 5.5kw | ||||||
6 | Predgrijač napojne vode kotla | Q=0,15 MW | 304SS/20R | 1 | Ukosnica | |
Dizajnirana temperatura: 300 ℃ | ||||||
Dizajnirani tlak: 2,0 MPa | ||||||
Vruća strana: konverzijski plin | ||||||
Hladna strana: odsoljena voda | ||||||
7 | Reforming plinski hladnjak vode | Q=0,15 MW | 304SS/20R | 1 | ||
Dizajnirana temperatura: 180 ℃ | ||||||
Dizajnirani tlak: 2,0 MPa | ||||||
Vruća strana: konverzijski plin | ||||||
Hladna strana: cirkulirajuća rashladna voda | ||||||
8 | Reforming plinski separator vode | Φ300 H=1300 | 16MnR | 1 | ||
Dizajnirana temperatura: 80 ℃ | ||||||
Dizajnirani tlak: 2,0 MPa | ||||||
Odmagljivač: 304SS | ||||||
9 | Sustav doziranja | fosfat | Q235 | 1 set | ||
Dezoksidant | ||||||
10 | Spremnik za desalinizaciju | Φ1200 H=1200 | Q235 | 1 | ||
Dizajnirana temperatura: 80 ℃ | ||||||
Projektni tlak: tlak okoline | ||||||
11 | Kompresor prirodnog plina | Volumen ispuha: 220m3/ h | ||||
Usisni tlak: 0,02 mpag | ||||||
Tlak ispuha: 1,7 mpag | ||||||
Podmazivanje bez ulja | ||||||
Motor zaštićen od eksplozije | ||||||
Snaga motora: 30KW | ||||||
12 | Međuspremnik prirodnog plina | Φ300 H=1000 | 16MnR | 1 | ||
Dizajnirana temperatura: 80 ℃ | ||||||
Dizajnirani tlak: 0,6MPa | ||||||
Ⅱ | PSA dio | |||||
1 | Adsorpcijski toranj | DN700 H=4000 | 16MnR | 5 | ||
Dizajnirana temperatura: 80 ℃ | ||||||
Dizajnirani tlak: 2,0 MPa | ||||||
2 | Međuspremnik desorpcijskog plina | DN2200 H=10000 | 20R | 1 | ||
Dizajnirana temperatura: 80 ℃ | ||||||
Projektirani tlak: 0,2MPa |
2.