Kami telah berjaya menyempurnakan pengeluaran dan penyerahan 300Nm3 /j majlis penyerahan kilang pengeluaran hidrogen gas metana yang kaya Sinopec. Di sini saya ingin memberikan pengenalan ringkas kepada proses pengeluaran hidrogen daripada gas asli.
Dengan peningkatan penggunaan tenaga, mencari tenaga baharu telah menjadi satu tugas yang penting. Sebagai tenaga yang paling berpotensi, hidrogen mempunyai pelbagai sumber, hampir tiada pencemaran, kecekapan penukaran yang tinggi dan prospek aplikasi yang luas. Pengeluaran hidrogen daripada gas asli boleh mengurangkan krisis tenaga China pada tahap tertentu dan seterusnya menggalakkan transformasi struktur penggunaan tenaga China.
Kertas kerja ini akan memberi tumpuan kepada prinsip pengeluaran hidrogen daripada gas asli, proses dan teknologi pengeluaran hidrogen daripada gas asli, klasifikasi teknologi pengeluaran hidrogen daripada gas asli dan perakaunan kos pengeluaran hidrogen daripada gas asli.
1Prinsip dan prosespengeluaran hidrogen daripada gas asli
1.1Prinsip penghasilan hidrogen daripada gas asli
Prinsip proses pengeluaran hidrogen gas asli adalah untuk merawat gas asli terlebih dahulu, kemudian menukar metana dan wap kepada karbon monoksida dan hidrogen dalam reformer, dan menukar karbon monoksida kepada karbon dioksida dan hidrogen dalam menara peralihan selepas pemulihan haba sisa. Asas teknologi proses ini direalisasikan berdasarkan teknologi penukaran wap gas asli. Di menara anjakan, suhu tindak balas dikawal dengan kehadiran mangkin, dan karbon monoksida dalam gas penukaran bertindak balas dengan air untuk menghasilkan hidrogen dan karbon dioksida.
Di bawah tekanan dan suhu yang sesuai, alkana dalam gas asli akan menjalani satu siri tindak balas kimia untuk menghasilkan gas penukaran. Selepas gas penukaran melalui peranti PAS yang dilengkapi dengan pelbagai penjerap di bawah kawalan automatik, karbon monoksida, karbon dioksida dan kekotoran lain akan diserap oleh menara penjerapan, dan hidrogen akan dihantar ke unit penggunaan gas untuk menjerap penjerap kekotoran, Selepas desorpsi, gas analitik boleh dihantar ke relau anjakan sebagai bahan api, dan penjerap juga boleh dijana semula.
Formula tindak balas utama adalah seperti berikut:
Gas asli dan air bertindak balas pada 800 ~ 900 ℃ dan pemangkin nikel oksida untuk menghasilkan karbon monoksida dan hidrogen.
Formula tindak balas ialah: CH4 + H2O → CO + H2-Q
Karbon monoksida dan air bertindak balas pada 300-400 ℃ dengan mangkin oksida ferik untuk menghasilkan karbon dioksida dan hidrogen.
Formula tindak balas ialah: CO + H2O → CO2 + H2 + Q
Di samping itu, keperluan indeks teknikal yang berkaitan dalam proses penyediaan adalah seperti berikut:
Tekanan biasanya 1.5 ~ 2.5 MPa, dan penggunaan unit gas asli ialah 0.4 ~ 0.5 m3 / m3 hidrogen; Masa operasi: > 8000h; Skala industri: 1000 m3 / H ~ 100000 m3 / h.
1.2Proses pengeluaran hidrogen gas asli
Proses pengeluaran hidrogen gas asli terutamanya merangkumi empat proses: prarawatan gas suapan, penukaran wap gas asli, penukaran karbon monoksida dan penulenan hidrogen.
Langkah pertama ialah langkah prarawatan bahan mentah. Prarawatan di sini terutamanya merujuk kepada penyahsulfuran gas mentah. Dalam operasi proses sebenar, siri penghidrogenan kobalt molibdenum gas asli zink oksida biasanya digunakan sebagai desulfurizer untuk menukar sulfur organik dalam gas asli kepada sulfur bukan organik dan kemudian mengeluarkannya. Aliran gas asli mentah yang dirawat di sini adalah besar, jadi sumber gas asli dengan tekanan tinggi boleh digunakan atau margin yang besar boleh dipertimbangkan semasa memilih pemampat gas asli.
Langkah kedua ialah penukaran wap gas asli. Pemangkin nikel digunakan dalam reformer untuk menukar alkana dalam gas asli kepada gas suapan dengan komponen utama karbon monoksida dan hidrogen.
Kemudian, karbon monoksida ditukar untuk bertindak balas dengan wap air dengan kehadiran mangkin untuk menjana hidrogen dan karbon dioksida untuk mendapatkan gas penukaran yang komponen utamanya ialah hidrogen dan karbon dioksida. Mengikut suhu penukaran yang berbeza, proses penukaran karbon monoksida boleh dibahagikan kepada dua jenis: penukaran suhu sederhana dan penukaran suhu tinggi. Suhu penukaran suhu tinggi adalah kira-kira 360 ℃, dan proses penukaran suhu sederhana adalah kira-kira 320 ℃. Dengan pembangunan langkah balas teknikal, penetapan proses dua peringkat penukaran suhu tinggi karbon monoksida dan penukaran suhu rendah telah diterima pakai dalam tahun kebelakangan ini, yang boleh menjimatkan penggunaan sumber. Walau bagaimanapun, bagi kes kandungan karbon monoksida dalam gas penukaran tidak tinggi, hanya penukaran suhu sederhana boleh diterima pakai.
Langkah terakhir ialah membersihkan hidrogen. Kini sistem penulenan hidrogen yang paling biasa digunakan ialah sistem PAS, juga dikenali sebagai sistem penulenan dan pemisahan PSA. Sistem ini mempunyai penggunaan tenaga yang rendah, proses mudah dan ketulenan tinggi pengeluaran hidrogen. Pada tahap tertinggi, ketulenan hidrogen boleh mencapai 99.99%.
Masa siaran: Nov-11-2021
