導入
天然ガスの水素製造プロセスは主に、原料ガス前処理、天然ガス蒸気変換、一酸化炭素変換、水素精製の4つのプロセスから構成されます。
最初のステップは原料の前処理です。 ここでの前処理とは主に原料ガスの脱硫を指します。 実際のプロセスでは、天然ガス中の有機硫黄を無機硫黄に変換して除去する脱硫剤として、天然ガスコバルトモリブデン水素化系酸化亜鉛が一般的に使用されます。 ここで処理される原料天然ガスの流量が多いため、高圧の天然ガス源を使用するか、マージンを大きく考慮した天然ガス圧縮機の選定が可能です。
2 番目のステップは、天然ガスの水蒸気変換です。 ニッケル触媒は、天然ガス中のアルカンを一酸化炭素と水素を主成分とする供給ガスに変換するために改質器で使用されます。
次に、一酸化炭素を触媒の存在下で水蒸気と反応させて水素と二酸化炭素を生成し、水素と二酸化炭素を主成分とする変換ガスを得る。 異なる変換温度に応じて、一酸化炭素の変換プロセスは中温変換と高温変換の2種類に分けることができます。 高温転化温度は約360℃、中温転化プロセスは約320℃です。技術対策の開発により、一酸化炭素高温転化と低温転化の2段階プロセス設定が採用されています。近年では、資源の消費をさらに節約できるようになりました。 ただし、変換ガス中の一酸化炭素含有量が高くない場合は、中温変換のみを採用することができます。
最後のステップは水素を精製することです。 現在、最も一般的に使用されている水素精製システムは、PSA 精製分離システムとも呼ばれる PAS システムです。 このシステムは、エネルギー消費が低く、プロセスが簡単で、高純度の水素を生成します。 最高の水素純度は 99.99% に達します。
主要プロセス設備
S/N | 機器名 | 主な仕様 | 主な材質 | 単位重量トン | 数量 | 備考 |
Ⅰ | 天然ガス蒸気変換セクション | |||||
1 | 改質炉 | 1セット | ||||
熱負荷 | 放射部:0.6mW | |||||
対流セクション: 0.4mw | ||||||
バーナー | 熱負荷: 1.5mw/セット | 複合材料 | 1 | |||
高温改質管 | HP-Nb | |||||
上部ピグテール | 304SS | 1セット | ||||
下部ピグテール | インコロイ | 1セット | ||||
対流部熱交換器 | ||||||
混合原料の予熱 | 304SS | 1グループ | ||||
供給ガスの予熱 | 15CrMo | 1グループ | ||||
排ガス廃棄ボイラー | 15CrMo | 1グループ | ||||
マニホールド | インコロイ | 1グループ | ||||
2 | 煙突 | DN300 H=7000 | 20# | 1 | ||
設計温度:300℃ | ||||||
設計圧力: 周囲圧力 | ||||||
3 | 脱硫塔 | Φ400 H=2000 | 15CrMo | 1 | ||
設計温度:400℃ | ||||||
設計圧力:2.0MPa | ||||||
4 | 転換ガス廃ボイラー | Φ200/Φ400 H=3000 | 15CrMo | 1 | ||
設計温度:900℃/300℃ | ||||||
設計圧力:2.0MPa | ||||||
熱負荷: 0.3mw | ||||||
ホット側: 高温変換ガス | ||||||
コールド側:ボイラー水 | ||||||
5 | ボイラー給水ポンプ | Q=1m3/h | 1Cr13 | 2 | 1+1 | |
設計温度:80℃ | ||||||
入口圧力:0.01Mpa | ||||||
出口圧力:3.0MPa | ||||||
防爆モーター:5.5kw | ||||||
6 | ボイラー給水予熱器 | Q=0.15MW | 304SS/20R | 1 | ヘアピン | |
設計温度:300℃ | ||||||
設計圧力:2.0MPa | ||||||
ホット側: 変換ガス | ||||||
冷たい側: 脱塩水 | ||||||
7 | 改質ガス冷水器 | Q=0.15MW | 304SS/20R | 1 | ||
設計温度:180℃ | ||||||
設計圧力:2.0MPa | ||||||
ホット側: 変換ガス | ||||||
コールド側:循環冷却水 | ||||||
8 | 改質ガス水分離器 | Φ300 H=1300 | 16MnR | 1 | ||
設計温度:80℃ | ||||||
設計圧力:2.0MPa | ||||||
デミスター:304SS | ||||||
9 | 投与システム | リン酸塩 | Q235 | 1セット | ||
脱酸素剤 | ||||||
10 | 淡水化タンク | Φ1200 H=1200 | Q235 | 1 | ||
設計温度:80℃ | ||||||
設計圧力: 周囲圧力 | ||||||
11 | 天然ガス圧縮機 | 排気量:220m3/h | ||||
吸入圧力:0.02mpag | ||||||
排気圧力:1.7mpag | ||||||
オイルフリー潤滑 | ||||||
防爆モーター | ||||||
モーター出力: 30KW | ||||||
12 | 天然ガスバッファタンク | Φ300 H=1000 | 16MnR | 1 | ||
設計温度:80℃ | ||||||
設計圧力:0.6MPa | ||||||
Ⅱ | 粘着剤部分 | |||||
1 | 吸着塔 | DN700 H=4000 | 16MnR | 5 | ||
設計温度:80℃ | ||||||
設計圧力:2.0MPa | ||||||
2 | 脱着ガスバッファタンク | DN2200 H=10000 | 20R | 1 | ||
設計温度:80℃ | ||||||
設計圧力:0.2MPa |