우리는 Sinopec 분산형 풍부한 메탄가스 수소 생산 플랜트의 300Nm3/h 납품식을 성공적으로 완료했습니다. 여기에서는 천연가스로부터 수소를 생산하는 과정에 대해 간략하게 소개하고 싶습니다.
에너지 소비가 심화되면서 새로운 에너지를 찾는 것이 중요한 과제가 되었습니다. 가장 잠재력 있는 에너지인 수소는 공급원이 다양하고 오염이 거의 없으며 변환 효율이 높고 응용 가능성이 넓습니다. 천연가스를 이용한 수소 생산은 중국의 에너지 위기를 어느 정도 완화할 수 있으며, 중국 에너지 이용 구조의 전환을 더욱 촉진할 수 있습니다.
본 논문에서는 천연가스를 이용한 수소생산의 원리, 천연가스를 이용한 수소생산의 과정과 기술, 천연가스를 이용한 수소생산 기술의 분류, 천연가스를 이용한 수소생산의 원가회계 등에 초점을 둘 것이다.
1원리와 과정천연가스로부터 수소 생산
1.1천연가스로부터 수소생산 원리
천연가스 수소생산 공정의 원리는 천연가스를 먼저 전처리한 후 개질기에서 메탄과 증기를 일산화탄소와 수소로 변환하고, 폐열 회수 후 시프트 타워에서 일산화탄소를 이산화탄소와 수소로 변환하는 것이다. 이러한 공정기술의 기반은 천연가스 증기변환 기술을 바탕으로 구현됩니다. 시프트타워에서는 촉매 존재하에 반응온도가 조절되며, 전환가스 중의 일산화탄소가 물과 반응하여 수소와 이산화탄소가 생성됩니다.
적절한 압력과 온도에서 천연 가스의 알칸은 일련의 화학 반응을 거쳐 전환 가스를 생성합니다. 전환가스는 자동제어되는 각종 흡착제가 장착된 PAS 장치를 통과한 후 흡착탑에서 일산화탄소, 이산화탄소 및 기타 불순물을 흡착하고, 수소는 가스소비장치로 보내져 불순물의 흡착제를 흡착한 후, 탈착 후 분석 가스는 연료로 이동로에 보내질 수 있으며 흡착제는 재생될 수도 있습니다.
주요 반응식은 다음과 같다.
800~900℃에서 천연가스와 물이 반응하고 산화니켈 촉매가 반응해 일산화탄소와 수소가 생성된다.
반응식은 CH4 + H2O → CO + H2-Q입니다.
일산화탄소와 물은 산화철 촉매와 300~400℃에서 반응하여 이산화탄소와 수소를 생성한다.
반응식은 다음과 같습니다: CO + H2O → CO2 + H2 + Q
또한 준비 과정에서 관련 기술 지표 요구 사항은 다음과 같습니다.
압력은 일반적으로 1.5 ~ 2.5 MPa이고 천연 가스의 단위 소비량은 0.4 ~ 0.5 m3 / m3 수소입니다. 작동 시간: > 8000h; 산업 규모: 1000 m3 / H ~ 100000 m3 / h.
1.2천연가스 수소 생산 공정
천연가스의 수소 생산 공정은 주로 공급 가스 전처리, 천연가스 증기 변환, 일산화탄소 변환 및 수소 정화의 네 가지 공정으로 구성됩니다.
첫 번째 단계는 원료 전처리 단계입니다. 여기서 전처리란 주로 원료가스의 탈황을 의미한다. 실제 공정 작업에서 천연 가스 코발트 몰리브덴 수소화 계열 산화 아연은 일반적으로 천연 가스의 유기 황을 무기 황으로 변환 한 후 제거하는 탈황제로 사용됩니다. 여기서 처리되는 원료 천연가스의 유량이 크기 때문에 고압의 천연가스 공급원을 사용할 수도 있고, 천연가스 압축기를 선택할 때 큰 마진을 고려할 수도 있습니다.
두 번째 단계는 천연가스의 증기 전환입니다. 니켈 촉매는 개질기에서 천연가스 중의 알칸을 일산화탄소와 수소가 주성분인 공급가스로 변환하는 데 사용됩니다.
이후, 일산화탄소는 촉매 존재 하에서 수증기와 반응하여 수소와 이산화탄소를 생성하여 수소와 이산화탄소를 주성분으로 하는 전환가스를 얻는다. 다른 변환 온도에 따라 일산화탄소의 변환 과정은 중간 온도 변환과 고온 변환의 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. 고온 변환 온도는 약 360℃, 중온 변환 공정은 약 320℃이다. 기술적 대책의 개발로 일산화탄소 고온 변환과 저온 변환의 2단계 공정 설정이 채택됐다. 최근에는 자원 소비를 더욱 절약할 수 있습니다. 그러나 변환 가스 중의 일산화탄소 함량이 높지 않은 경우에는 중간 온도 변환만 채택할 수 있습니다.
마지막 단계는 수소를 정제하는 것이다. 현재 가장 일반적으로 사용되는 수소 정화 시스템은 PSA 정화 및 분리 시스템으로도 알려진 PAS 시스템입니다. 이 시스템은 에너지 소비가 적고, 공정이 간단하며, 수소 생산의 순도가 높습니다. 가장 높은 수준에서 수소의 순도는 99.99%에 도달할 수 있습니다.
게시 시간: 2021년 11월 11일
