Kami telah berhasil menyelesaikan produksi dan pengiriman upacara pengiriman 300Nm3 / jam dari pabrik produksi hidrogen kaya gas metana yang didistribusikan Sinopec. Di sini saya ingin memberikan pengenalan singkat tentang proses produksi hidrogen dari gas alam.
Dengan meningkatnya konsumsi energi, pencarian energi baru menjadi tugas penting. Sebagai energi paling potensial, hidrogen memiliki beragam sumber, hampir tidak menimbulkan polusi, efisiensi konversi yang tinggi, dan prospek penerapan yang luas. Produksi hidrogen dari gas alam dapat meringankan krisis energi Tiongkok sampai batas tertentu dan semakin mendorong transformasi struktur pemanfaatan energi Tiongkok.
Tulisan ini akan fokus pada prinsip produksi hidrogen dari gas alam, proses dan teknologi produksi hidrogen dari gas alam, klasifikasi teknologi produksi hidrogen dari gas alam dan akuntansi biaya produksi hidrogen dari gas alam.
1Prinsip dan prosesproduksi hidrogen dari gas alam
1.1Prinsip produksi hidrogen dari gas alam
Prinsip proses produksi hidrogen gas alam adalah dengan mengolah gas alam terlebih dahulu, kemudian mengubah metana dan uap menjadi karbon monoksida dan hidrogen di reformer, dan mengubah karbon monoksida menjadi karbon dioksida dan hidrogen di menara shift setelah pemulihan panas limbah. Dasar dari teknologi proses ini diwujudkan berdasarkan teknologi konversi uap gas alam. Di menara geser, suhu reaksi dikontrol dengan adanya katalis, dan karbon monoksida dalam gas konversi bereaksi dengan air menghasilkan hidrogen dan karbon dioksida.
Di bawah tekanan dan suhu yang sesuai, alkana dalam gas alam akan mengalami serangkaian reaksi kimia untuk menghasilkan gas konversi. Setelah gas konversi melewati perangkat PAS yang dilengkapi dengan berbagai adsorben di bawah kendali otomatis, karbon monoksida, karbon dioksida dan pengotor lainnya akan diserap oleh menara adsorpsi, dan hidrogen akan dikirim ke unit konsumen gas untuk mengadsorpsi adsorben pengotor, Setelah itu desorpsi, gas analitik dapat dikirim ke tungku shift sebagai bahan bakar, dan adsorben juga dapat diregenerasi.
Rumus reaksi utamanya adalah sebagai berikut:
Gas alam dan air bereaksi pada 800 ~ 900 ℃ dan katalis nikel oksida menghasilkan karbon monoksida dan hidrogen.
Rumus reaksinya adalah: CH4 + H2O → CO + H2-Q
Karbon monoksida dan air bereaksi pada 300-400 ℃ dengan katalis besi oksida menghasilkan karbon dioksida dan hidrogen.
Rumus reaksinya adalah: CO + H2O → CO2 + H2 + Q
Selain itu, persyaratan indeks teknis yang relevan dalam proses persiapan adalah sebagai berikut:
Tekanan umumnya 1,5 ~ 2,5 MPa, dan konsumsi satuan gas alam adalah 0,4 ~ 0,5 m3 / m3 hidrogen; Waktu pengoperasian: > 8000 jam;Skala industri: 1000 m3 / jam ~ 100000 m3 / jam.
1.2Proses produksi hidrogen gas alam
Proses produksi hidrogen dari gas alam terutama mencakup empat proses: pretreatment gas umpan, konversi uap gas alam, konversi karbon monoksida, dan pemurnian hidrogen.
Langkah pertama adalah langkah pretreatment bahan baku. Perlakuan awal di sini terutama mengacu pada desulfurisasi gas mentah. Dalam operasi proses yang sebenarnya, seri hidrogenasi kobalt molibdenum gas alam seng oksida umumnya digunakan sebagai desulfurizer untuk mengubah sulfur organik dalam gas alam menjadi sulfur anorganik dan kemudian menghilangkannya. Aliran gas alam mentah yang diolah di sini besar, sehingga sumber gas alam bertekanan tinggi dapat digunakan atau margin yang besar dapat dipertimbangkan saat memilih kompresor gas alam.
Langkah kedua adalah konversi uap gas alam. Katalis nikel digunakan dalam reformer untuk mengubah alkana dalam gas alam menjadi gas umpan dengan komponen utama karbon monoksida dan hidrogen.
Kemudian, karbon monoksida diubah untuk bereaksi dengan uap air dengan adanya katalis untuk menghasilkan hidrogen dan karbon dioksida sehingga diperoleh gas konversi yang komponen utamanya adalah hidrogen dan karbon dioksida. Menurut suhu konversi yang berbeda, proses konversi karbon monoksida dapat dibagi menjadi dua jenis: konversi suhu sedang dan konversi suhu tinggi. Suhu konversi suhu tinggi sekitar 360 ℃, dan proses konversi suhu sedang sekitar 320 ℃. Dengan berkembangnya penanggulangan teknis, pengaturan proses dua tahap konversi suhu tinggi karbon monoksida dan konversi suhu rendah telah diadopsi di beberapa tahun terakhir, yang selanjutnya dapat menghemat konsumsi sumber daya. Namun, jika kandungan karbon monoksida dalam gas konversi tidak tinggi, hanya konversi suhu sedang yang dapat dilakukan.
Langkah terakhir adalah memurnikan hidrogen. Sekarang sistem pemurnian hidrogen yang paling umum digunakan adalah sistem PAS, juga dikenal sebagai sistem pemurnian dan pemisahan PSA. Sistem ini memiliki konsumsi energi yang rendah, proses sederhana dan produksi hidrogen dengan kemurnian tinggi. Paling tinggi, kemurnian hidrogen bisa mencapai 99,99%.
Waktu posting: 11 November 2021
