1.Cihazın ana parametreleri
1.1 Tasarım koşulları
Hammadde adı: doğal gaz
Hammadde basıncı: 0,02mpag (gösterge basıncı)
Hammadde sıcaklığı: ortam sıcaklığı
Hammadde bileşimi (Geçici)
1.2 Hidrojen ürünü için teknik gereklilikler
Üretim kapasitesi: 235 Nm3/saat (500kg/D)
Hidrojen saflığı: H2 ≥ %99,9
Doğal gaz tüketimi: 110m3/h (LHV 8500Kcal/m3’ten büyük)
Hidrojen çıkış basıncı: ≥ 1.6Mpa
Çıkış sıcaklığı: ≤ 40 OC
1.3 Performans garantisi
Güç ekipmanının arızaları arasındaki ortalama süre 8000 saat
Cihaz çalıştırma esnekliği: %30 ~ 110
Statik ekipmanların tasarım ömrü 15 yıldır
1.4 Genel düzen
Dış mekan cihaz yerleşim alanı 26mx10m = 260m2'dir.
2. Süreç birimi
2.1 Teknolojik süreç
Doğal gaz sıkıştırma ve dönüşümü
Akü sınırının dışındaki doğal gaz, ilk önce kompresör tarafından 1,6Mpa'ya kadar basınçlandırılır, daha sonra buhar reformer fırınının konveksiyon bölümündeki besleme gazı ön ısıtıcısı tarafından yaklaşık 380 ° C'ye ısıtılır ve besleme gazındaki kükürdü çıkarmak için kükürt gidericiye girer. 0,1 ppm'nin altında. Kükürtten arındırılmış besleme gazı ve proses buharı (3.0mpaa) Karışık gaz ön ısıtıcısını H2O / ∑ C = 3 ~ 4'ün otomatik değerine göre ayarlayın, 510 ° C'nin üzerine daha fazla ön ısıtma yapın ve üst gaz toplama ünitesinden dönüşüm borusuna eşit şekilde girin ana boru ve üst pigtail boru. Katalizör katmanında metan buharla reaksiyona girerek CO ve H2 üretir. Metanın dönüşümü için gerekli ısı, alt brülörde yakılan yakıt karışımından sağlanır. Dönüştürücü fırınından dönüştürülen gazın sıcaklığı 850 ° C'dir ve yüksek sıcaklık, yüksek sıcaklığa dönüştürülür. Kimyasal gaz, 3.0mpaa doymuş buhar üretmek için atık ısı kazanının boru tarafına girer. Atık ısı kazanından gelen dönüşüm gazının sıcaklığı 300 ° C'ye düşer ve daha sonra dönüşüm gazı, yoğuşmayı proses yoğuşmasından ayırmak için kazan besleme suyu ön ısıtıcısına, dönüşüm gazı su soğutucusuna ve dönüşüm gazı su ayırıcısına girer. Proses gazı PSA'ya gönderilir.
Yakıt olarak doğal gaz, basınç salınımlı adsorpsiyon desorpsiyon gazı ile karıştırılır ve ardından yakıt gazı ön ısıtıcısındaki yakıt gazı hacmi, reformer fırınının çıkışındaki gaz sıcaklığına göre ayarlanır. Akış ayarlandıktan sonra yakıt gazı, reformer fırınına ısı sağlamak üzere yanma için üst brülöre girer.
Tuzdan arındırılmış su, tuzdan arındırılmış su ön ısıtıcısı ve kazan besleme suyu ön ısıtıcısı tarafından önceden ısıtılır ve baca gazı atık kazanının ve reforming gazı atık kazanının yan ürün buharına girer.
Kazan besleme suyunun ihtiyaca uygun hale getirilmesi için, kazan suyunun kireçlenmesini ve korozyonunu iyileştirmek amacıyla az miktarda fosfat çözeltisi ve deoksidant ilave edilecektir. Tamburdaki kazan suyunun toplam çözünmüş katı miktarını kontrol etmek için tambur, kazan suyunun bir kısmını sürekli olarak tahliye edecektir.
Basınç salınımlı adsorpsiyon
PSA beş adsorpsiyon kulesinden oluşur. Bir adsorpsiyon kulesi herhangi bir zamanda adsorpsiyon durumundadır. Dönüşüm gazındaki metan, karbondioksit ve karbon monoksit gibi bileşenler adsorbanın yüzeyinde kalır. Hidrojen, adsorpsiyon kulesinin tepesinden adsorpsiyon olmayan bileşenler olarak toplanır ve sınırın dışına gönderilir. Safsızlık bileşenleri tarafından doyurulan adsorban, rejenerasyon adımı yoluyla adsorbandan çıkarılır. Toplandıktan sonra yakıt olarak reformer fırınına gönderilir. Adsorpsiyon kulesinin rejenerasyon adımları 12 adımdan oluşur: birinci düzgün düşüş, ikinci düzgün düşüş, üçüncü düzgün düşüş, ileri boşaltma, ters boşaltma, yıkama, üçüncü düzgün yükselme, ikinci düzgün yükselme, birinci düzgün yükselme ve son yükselme. Rejenerasyonun ardından adsorpsiyon kulesi yeniden dönüştürülmüş gazı işleme ve hidrojen üretme kapasitesine sahiptir. Beş adsorpsiyon kulesi, sürekli arıtmayı sağlamak için yukarıdaki adımları sırayla gerçekleştirir. Amacı gazı dönüştürmek ve aynı anda sürekli hidrojen üretmektir.
2.2 Ana proses ekipmanı
G/G | Teçhizat isim | Ana özellikler | Ana malzemeler | Birim ağırlık ton | Adet | Notlar |
Ⅰ | Doğalgaz buhar dönüşüm bölümü | |||||
1 | Reformer fırın | 1 takım | ||||
Termal yük | Radyasyon bölümü: 0,6mW | |||||
Konveksiyon bölümü: 0,4 mw | ||||||
Brülör | Isı yükü: 1,5mw/set | bileşik malzeme | 1 | |||
Yüksek sıcaklık reformer tüpü | HP-Nb | |||||
Üst at kuyruğu | 304SS | 1 takım | ||||
Alt pigtail | Incoloy | 1 takım | ||||
Konveksiyon bölümü ısı eşanjörü | ||||||
Karışık hammaddelerin ön ısıtılması | 304SS | 1 grup | ||||
Besleme gazı ön ısıtması | 15CrMo | 1 grup | ||||
Baca gazı atık kazanı | 15CrMo | 1 grup | ||||
manifold | Incoloy | 1 grup | ||||
2 | Baca | DN300H=7000 | 20# | 1 | ||
Tasarım sıcaklığı: 300 OC | ||||||
Tasarım basıncı: ortam basıncı | ||||||
3 | Kükürt giderme kulesi | Φ400 H=2000 | 15CrMo | 1 | ||
Tasarım sıcaklığı: 400 OC | ||||||
Tasarım basıncı: 2.0MPa | ||||||
4 | Dönüşüm gaz atık kazanı | Φ200/Φ400 H=3000 | 15CrMo | 1 | ||
Tasarım sıcaklığı: 900°C / 300°C | ||||||
Tasarım basıncı: 2.0MPa | ||||||
Isı yükü: 0,3 mw | ||||||
Sıcak taraf: yüksek sıcaklıkta dönüşüm gazı | ||||||
Soğuk taraf: kazan suyu | ||||||
5 | Kazan besleme pompası | S=1m3/H | 1Cr13 | 2 | 1+1 | |
Tasarım sıcaklığı: 80 OC | ||||||
Giriş basıncı: 0.01Mpa | ||||||
Çıkış basıncı: 3.0MPa | ||||||
Patlamaya dayanıklı motor: 5,5kw | ||||||
6 | Kazan besleme suyu ön ısıtıcısı | S=0.15MW | 304SS/20R | 1 | Firkete | |
Tasarım sıcaklığı: 300 OC | ||||||
Tasarım basıncı: 2.0MPa | ||||||
Sıcak taraf: dönüşüm gazı | ||||||
Soğuk taraf: tuzdan arındırılmış su | ||||||
7 | Gazlı su soğutucusunun yeniden düzenlenmesi | S=0.15MW | 304SS/20R | 1 | ||
Tasarım sıcaklığı: 180 OC | ||||||
Tasarım basıncı: 2.0MPa | ||||||
Sıcak taraf: dönüşüm gazı | ||||||
Soğuk taraf: dolaşan soğutma suyu | ||||||
8 | Gaz su ayırıcısının yeniden düzenlenmesi | Φ300 H=1300 | 16MnR | 1 | ||
Tasarım sıcaklığı: 80 OC | ||||||
Tasarım basıncı: 2.0MPa | ||||||
Buğu çözücü: 304SS | ||||||
9 | Dozaj sistemi | fosfat | Q235 | 1 takım | ||
Deoksidatör | ||||||
10 | Tuzdan arındırma tankı | Φ1200 H=1200 | Q235 | 1 | ||
Tasarım sıcaklığı: 80 OC | ||||||
Tasarım basıncı: ortam basıncı | ||||||
11 | Doğal gaz kompresörü | Egzoz hacmi: 220m3/ H | ||||
Emme basıncı: 0,02mpag | ||||||
Egzoz basıncı: 1,7 mpag | ||||||
Yağsız yağlama | ||||||
Patlamaya dayanıklı motor | ||||||
Motor gücü: 30KW | ||||||
12 | Doğal gaz tampon tankı | Φ300 H=1000 | 16MnR | 1 | ||
Tasarım sıcaklığı: 80 OC | ||||||
Tasarım basıncı: 0.6MPa | ||||||
Ⅱ | PSA kısmı | |||||
1 | Adsorpsiyon kulesi | DN700H=4000 | 16MnR | 5 | ||
Tasarım sıcaklığı: 80 OC | ||||||
Tasarım basıncı: 2.0MPa | ||||||
2 | Desorpsiyon gazı tampon tankı | DN2200H=10000 | 20R | 1 | ||
Tasarım sıcaklığı: 80 OC | ||||||
Tasarım basıncı: 0,2MPa |
2.