Giới thiệu
Quy trình sản xuất hydro của khí tự nhiên chủ yếu bao gồm bốn quy trình: tiền xử lý khí cấp, chuyển đổi hơi khí tự nhiên, chuyển đổi carbon monoxide và tinh chế hydro.
Bước đầu tiên là tiền xử lý nguyên liệu thô. Quá trình tiền xử lý ở đây chủ yếu đề cập đến quá trình khử lưu huỳnh của khí thô. Trong quá trình vận hành thực tế, oxit kẽm chuỗi hydro hóa coban molypden khí tự nhiên thường được sử dụng làm chất khử lưu huỳnh để chuyển lưu huỳnh hữu cơ trong khí tự nhiên thành lưu huỳnh vô cơ và sau đó loại bỏ nó. Lưu lượng khí tự nhiên thô được xử lý ở đây lớn nên có thể sử dụng nguồn khí tự nhiên có áp suất cao hoặc có biên độ lớn khi lựa chọn máy nén khí tự nhiên.
Bước thứ hai là chuyển đổi hơi nước của khí tự nhiên. Chất xúc tác niken được sử dụng trong máy cải cách để chuyển đổi các ankan trong khí tự nhiên thành khí cấp với thành phần chính là cacbon monoxit và hydro.
Sau đó, carbon monoxide được chuyển hóa để phản ứng với hơi nước với sự có mặt của chất xúc tác để tạo ra hydro và carbon dioxide để thu được khí chuyển hóa có thành phần chính là hydro và carbon dioxide. Theo nhiệt độ chuyển đổi khác nhau, quá trình chuyển đổi carbon monoxide có thể được chia thành hai loại: chuyển đổi nhiệt độ trung bình và chuyển đổi nhiệt độ cao. Nhiệt độ chuyển đổi nhiệt độ cao là khoảng 360oC và quá trình chuyển đổi nhiệt độ trung bình là khoảng 320oC. Với sự phát triển của các biện pháp đối phó kỹ thuật, việc thiết lập quy trình hai giai đoạn chuyển đổi nhiệt độ cao carbon monoxide và chuyển đổi nhiệt độ thấp đã được áp dụng trong những năm gần đây, có thể tiết kiệm hơn nữa việc tiêu thụ tài nguyên. Tuy nhiên, trong trường hợp hàm lượng carbon monoxide trong khí chuyển đổi không cao thì chỉ có thể áp dụng chuyển đổi ở nhiệt độ trung bình.
Bước cuối cùng là làm sạch hydro. Hiện nay, hệ thống lọc hydro được sử dụng phổ biến nhất là hệ thống PAS, còn được gọi là hệ thống lọc và tách PSA. Hệ thống này có mức tiêu thụ năng lượng thấp, quy trình đơn giản và sản xuất hydro có độ tinh khiết cao. Ở mức cao nhất, độ tinh khiết của hydro có thể đạt tới 99,99%.
Thiết bị xử lý chính
Có/Không | Tên thiết bị | Thông số kỹ thuật chính | Vật liệu chính | Đơn vị trọng lượng tấn | SỐ LƯỢNG | Bình luận |
Ⅰ | Phần chuyển đổi hơi khí tự nhiên | |||||
1 | Lò cải cách | 1 bộ | ||||
Tải nhiệt | Phần bức xạ: 0,6mW | |||||
Phần đối lưu: 0,4mw | ||||||
đầu đốt | Tải nhiệt: 1,5mw/bộ | vật liệu hỗn hợp | 1 | |||
Ống cải cách nhiệt độ cao | HP-Nb | |||||
Bím tóc trên | 304SS | 1 bộ | ||||
Bím tóc dưới | Incoloy | 1 bộ | ||||
Bộ trao đổi nhiệt phần đối lưu | ||||||
Làm nóng sơ bộ nguyên liệu hỗn hợp | 304SS | 1 nhóm | ||||
Làm nóng sơ bộ khí nạp | 15CrMo | 1 nhóm | ||||
Lò hơi thải khí thải | 15CrMo | 1 nhóm | ||||
Nhiều thứ khác nhau | Incoloy | 1 nhóm | ||||
2 | ống khói | DN300H=7000 | 20 # | 1 | ||
Nhiệt độ thiết kế: 300oC | ||||||
Áp suất thiết kế: áp suất xung quanh | ||||||
3 | Tháp khử lưu huỳnh | Φ400 H=2000 | 15CrMo | 1 | ||
Nhiệt độ thiết kế: 400oC | ||||||
Áp suất thiết kế: 2.0MPa | ||||||
4 | Lò hơi thải khí chuyển đổi | Φ200/Φ400 H=3000 | 15CrMo | 1 | ||
Nhiệt độ thiết kế: 900oC / 300oC | ||||||
Áp suất thiết kế: 2.0MPa | ||||||
Tải nhiệt: 0,3 mw | ||||||
Mặt nóng: khí chuyển đổi nhiệt độ cao | ||||||
Mặt lạnh: nước nồi hơi | ||||||
5 | Bơm cấp liệu cho nồi hơi | Q=1m3/h | 1Cr13 | 2 | 1+1 | |
Nhiệt độ thiết kế: 80oC | ||||||
Áp suất đầu vào: 0,01Mpa | ||||||
Áp suất đầu ra: 3.0MPa | ||||||
Động cơ chống cháy nổ: 5,5kw | ||||||
6 | Bộ gia nhiệt sơ bộ nước cấp nồi hơi | Q=0,15MW | 304SS/20R | 1 | Kẹp tóc | |
Nhiệt độ thiết kế: 300oC | ||||||
Áp suất thiết kế: 2.0MPa | ||||||
Mặt nóng: khí chuyển đổi | ||||||
Mặt lạnh: nước khử muối | ||||||
7 | Cải tạo máy làm mát nước bằng gas | Q=0,15MW | 304SS/20R | 1 | ||
Nhiệt độ thiết kế: 180oC | ||||||
Áp suất thiết kế: 2.0MPa | ||||||
Mặt nóng: khí chuyển đổi | ||||||
Mặt lạnh: nước làm mát tuần hoàn | ||||||
số 8 | Cải cách máy tách nước khí | Φ300 H=1300 | 16 triệu | 1 | ||
Nhiệt độ thiết kế: 80oC | ||||||
Áp suất thiết kế: 2.0MPa | ||||||
Demister: 304SS | ||||||
9 | Hệ thống định lượng | photphat | Q235 | 1 bộ | ||
Chất khử oxy | ||||||
10 | Bể khử muối | Φ1200 H=1200 | Q235 | 1 | ||
Nhiệt độ thiết kế: 80oC | ||||||
Áp suất thiết kế: áp suất xung quanh | ||||||
11 | Máy nén khí tự nhiên | Lượng xả: 220m3/ h | ||||
Áp suất hút: 0,02mpag | ||||||
Áp suất xả: 1,7mpag | ||||||
Bôi trơn không dầu | ||||||
Động cơ chống cháy nổ | ||||||
Công suất động cơ: 30KW | ||||||
12 | Bể đệm khí tự nhiên | Φ300 H=1000 | 16 triệu | 1 | ||
Nhiệt độ thiết kế: 80oC | ||||||
Áp suất thiết kế: 0,6MPa | ||||||
Ⅱ | phần PSA | |||||
1 | Tháp hấp phụ | DN700H=4000 | 16 triệu | 5 | ||
Nhiệt độ thiết kế: 80oC | ||||||
Áp suất thiết kế: 2.0MPa | ||||||
2 | Bể đệm khí giải hấp | DN2200H=10000 | 20R | 1 | ||
Nhiệt độ thiết kế: 80oC | ||||||
Áp suất thiết kế: 0,2MPa |