天然氣制氣的選擇理論分析口口氫作為一種二次化工產(chǎn)品,在醫(yī)藥、精細(xì)化工、電子電氣等行業(yè)具有用途。特別是氫作為燃料電池的燃料在未來(lái)交通和發(fā)電領(lǐng)域?qū)⒕哂袕V闊的市場(chǎng)前景,在未來(lái)能源結(jié)構(gòu)中將占有越來(lái)越重要的位置。采用傳統(tǒng)制氮的方法,如輕經(jīng)水蒸氣轉(zhuǎn)化制氫、水電解制氫、甲醇裂解制氫、煤汽化制氫、氨分解制氫等,技術(shù)相對(duì)成熟,但是,存在成本高、產(chǎn)出率低.人工效率低等一高兩低的問(wèn)題。遼河油田在油氣生產(chǎn)過(guò)程中,有干氣、石腦油等烴類(lèi)資源伴生,采用此類(lèi)方法生產(chǎn)氫,可以實(shí)現(xiàn)資源的利用率,而且伴生天然氣的主要成分是甲燒,利用經(jīng)類(lèi)蒸汽轉(zhuǎn)化即可制成氫,且生產(chǎn)純度高,生產(chǎn)效率高。天然氣制氫設(shè)備的重要技術(shù)是催化劑,通過(guò)催化劑的作用,可以將天然氣中的甲烷轉(zhuǎn)化為氫氣和二氧化碳。福建智能天然氣制氫設(shè)備
天然氣與氫能融合主要存在3種途徑:上游制備融合。根據(jù)原料來(lái)源和生產(chǎn)過(guò)程不同,可分為灰氫、藍(lán)氫和綠氫。其中,灰氫主要為煤制氫,低成本;綠氫為新能源制氫,高成本;藍(lán)氫為天然氣制氫,成本介于灰氫與綠氫之間。截至2022年底,全國(guó)氫氣產(chǎn)量為3781萬(wàn)噸,其中天然氣制氫占比達(dá)18.1%。中游儲(chǔ)運(yùn)融合。氫氣與天然氣在儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)具有較高的相似性,可利用管道、罐車(chē)、鐵路及船舶等方式運(yùn)輸,其中管道摻氫是解決大規(guī)模、長(zhǎng)距離氫能運(yùn)輸?shù)牧己眠^(guò)渡辦法。由內(nèi)蒙古西部天然氣股份有限公司投資建設(shè)的國(guó)內(nèi)首條摻氫高壓輸氣管道工程已在內(nèi)蒙古動(dòng)工。終端利用融合。天然氣與氫氣在城市燃?xì)?、交通運(yùn)輸、電力供應(yīng)、分布式供能等領(lǐng)域可實(shí)現(xiàn)協(xié)同發(fā)展。截至2022年底,全國(guó)投運(yùn)加氫站274座。山東甲醇裂解天然氣制氫設(shè)備天然氣制氫設(shè)備的應(yīng)用領(lǐng)域包括燃料電池、交通運(yùn)輸?shù)榷鄠€(gè)領(lǐng)域,為實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型和碳減排做出了重要貢獻(xiàn)。
天然氣水蒸氣重整在合成氨工業(yè)中應(yīng)用十分,但在加氫站規(guī)模,天然氣水蒸氣重整和變壓吸附(PSA)分離凈化氫氣的整套裝置投資以及制氫成本都會(huì)大幅度增加。天然氣的自熱重整,部分氧化重整的共同特點(diǎn)是系統(tǒng)中需要有制純氫的設(shè)備,并且產(chǎn)品氣是CO、CO2和H2的混合氣,仍需經(jīng)過(guò)變換反應(yīng)和氫氣的分離過(guò)程。因此,現(xiàn)有的天然氣水蒸氣重整制氫和常規(guī)的深冷分離或變壓吸附分離凈化氫技術(shù),不是很適于加氫站對(duì)小規(guī)模制氫裝置的需求,研究開(kāi)發(fā)制氫新工藝,縮短流程,簡(jiǎn)化操作單元,可以減少小規(guī)?,F(xiàn)場(chǎng)制氫裝置投資和制氫成本。
通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)化爐、熱量回收系統(tǒng)等進(jìn)行改造可以實(shí)現(xiàn)成本節(jié)約、降低對(duì)天然氣原料的消耗,這種技術(shù)通過(guò)對(duì)原料的消耗,這種技術(shù)通過(guò)對(duì)天然氣加氫脫硫和在轉(zhuǎn)化爐中放置適量的特殊催化劑進(jìn)行裂解重整,生成二氧化碳、氫氣和一氧化碳的轉(zhuǎn)化氣,之后再進(jìn)行熱量回收,經(jīng)一氧化碳變換降低轉(zhuǎn)化氣中一氧化碳的含量、再通過(guò)PSA變壓吸附提純就可以得到純凈的氫氣。天然氣制氫裝置中氫氣提純工藝主要是在適當(dāng)條件下,將硅膠、活性炭、氧化鋁等組成吸附床,并用吸附床將變換氣中各雜質(zhì)組分在適當(dāng)?shù)膲毫l件下進(jìn)行吸附,不易被吸附的氫氣就從吸附塔的出口輸出,從而實(shí)現(xiàn)氫氣的提純。這一工藝的主要性能指標(biāo)和技術(shù)指標(biāo)如下:1)生產(chǎn)能力一般在500~100000m3/h,氫氣產(chǎn)品的純度可達(dá)到,產(chǎn)品的壓力在;2)處理原料的量在20~5000m3/h,氫氣純度一般在,氫氣的提取率在80%左右。 天然氣制氫設(shè)備的生產(chǎn)和使用可以為人類(lèi)社會(huì)的未來(lái)發(fā)展帶來(lái)更多的希望和可能性,為建設(shè)美好世界作出貢獻(xiàn)。
天然氣的主要加工過(guò)程包括常減壓蒸餾、催化裂化、催化重整和芳烴生產(chǎn)。同時(shí),包括天然氣開(kāi)采、集輸和凈化。在一定的壓力和一定的高溫及催化劑作用下,天然氣中烷烴和水蒸氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。轉(zhuǎn)化氣經(jīng)過(guò)費(fèi)鍋換熱、進(jìn)入變換爐使CO變換成H2和CO2。再經(jīng)過(guò)換熱、冷凝、汽水分離,通過(guò)程序控制將氣體依序通過(guò)裝有三種特定吸附劑的吸附塔,由變壓吸附(PSA)升壓吸附N2、CO、CH4、CO2提取產(chǎn)品氫氣。降壓解析放出雜質(zhì)并使吸附劑得到再生.反應(yīng)式:CH4+H2O→CO+3H2-QCO+H2O→CO2+H2+Q。制氫設(shè)備在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱量,因此需要配備冷卻系統(tǒng)以控制溫度。河南資質(zhì)天然氣制氫設(shè)備
制氫設(shè)備在生產(chǎn)過(guò)程中需要嚴(yán)格控制反應(yīng)條件,如溫度、壓力、時(shí)間等,以確保產(chǎn)品的質(zhì)量和穩(wěn)定性。福建智能天然氣制氫設(shè)備
蒸氣轉(zhuǎn)化是在催化劑存在及高溫條件下,使甲烷與水蒸氣反應(yīng),生成H,、CO等混和氣,該反應(yīng)是強(qiáng)吸熱的,需要外界供熱。蒸氣轉(zhuǎn)化工序的關(guān)鍵設(shè)備是主轉(zhuǎn)化爐。原料在進(jìn)人主轉(zhuǎn)化爐之前需要在預(yù)轉(zhuǎn)化爐中進(jìn)行預(yù)轉(zhuǎn)化。預(yù)轉(zhuǎn)化可將天然氣中的重碳?xì)浠衔锶哭D(zhuǎn)化為甲烷和CO,從而可降低主轉(zhuǎn)化爐結(jié)焦的可能性。同時(shí)可將原料氣中殘余的硫全部除去,使轉(zhuǎn)化爐催化劑不會(huì)發(fā)生硫中毒,延長(zhǎng)催化劑的使用壽命。CO變化是使來(lái)自蒸氣轉(zhuǎn)化單元的混和氣體在裝有催化劑的變換爐中進(jìn)行水煤氣反應(yīng),CO進(jìn)一步與水蒸氣反應(yīng),大部分CO轉(zhuǎn)化為CO和H,。其工藝一般按照變換溫度可分為高溫變換和中溫變換。變換后的氣體經(jīng)冷卻后,分離工藝?yán)淠汉?,氣體送氫氣提純工藝。氫氣提純的方法包括冷凝-低溫吸附法,低溫吸收-吸附法,變壓吸附法(PSA),把膜擴(kuò)散法等。目前氫氣提純普遍使用的方法是變壓吸附法,PSA技術(shù)具有能耗低,產(chǎn)品純度高,工藝流程簡(jiǎn)單等。吸附塔內(nèi)的吸附劑吸附除氫氣以外的其它雜質(zhì)而使氫氣得以凈化,凈化后的氫氣純度可達(dá)到99.9%-99.99%。福建智能天然氣制氫設(shè)備