浅谈天然气制氢工艺

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作者:jianzhu_123 2024-5-25 21:33:17
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天然气制氢工艺简单点来讲就是甲烷和水的转化中变生成二氧化碳和水的一个工艺。因为转化温度较高,所以也是一个有技术难度的工艺,相当部分制氢企业是无法设计,安装的。该工艺大致可分为四个模块。

1,转化中变工艺。该工艺属于核心工艺,分为转化反应和中变反应,首先,天然气和水的混合原料在转化炉内高温条件下生成一氧化碳,二氧化碳,以及产品气氢气。然后转化气中的一氧化碳和水在中变炉内进一步反应生成二氧化碳和氢气。通过转化中变反应能够有效的提高原料利用率,提高氢气的收率。

2,气体分离与提纯工艺。经过转化中变反应之后的气体中含有产品气氢气,副产气二氧化碳,以及少了的水,一氧化碳,甲烷。首先通过气液分离装置去除气体中含有的水分;然后通过MDEA装置吸附气体中的二氧化碳,MDEA装置分为两个部分,低温吸收二氧化碳,高温解析二氧化碳,以实现MDEA吸收液的循环利用;最后通过PSA吸附装置去除剩余的一氧化碳和甲烷,最终得到高纯度的氢气,氢气纯度不低于99.99%。

3,天然气的脱硫工艺。管道运输的天然气中本身含有一定的硫化物,以及为了泄露时警醒人们所添加的恶臭物噻吩,噻吩也属于硫化物。硫化物不仅会使反应炉中的催化剂中毒,降低催化剂效率,减少催化剂使用寿命,还会深深的吸附在PSA装置中的吸附剂上,极难解吸,严重影响吸附剂吸附效率,减少吸附剂使用寿命。所以天然气在进入反应之前需要脱硫。脱硫主要分为两个环节,首先是加氢把硫化物转化为二氧化硫,然后通过氧化锌的方式吸收二氧化硫,使得二氧化硫浓度在0.1ppm以下。

4,热量的回收与利用工艺。天然气制氢工艺不需要额外的热源,因为其本身就有热量的产生,主要来自两个部分。第一个部分就是转化炉,转化炉使用天然气作为原料燃烧,温度很高,转化气从转化炉出来之后的温度也很高,携带了大量的热量。第二个部分就是中变炉,一氧化碳和水生成二氧化碳和氢气的反应属于放热反应,所以这部分也会产生热量。为了更好的回收这些热量,采用废锅装置和气包装置对这些热量进行回收利用。回收的热量主要用在几个部分。第一,天然气脱硫需要热量;第二,脱盐水除氧及加热需要热量;第三,天然气和水的混合原料加热需要热量;第四,MDEA工艺解析二氧化碳需要热量;第五,空气进入转化炉内燃烧前需要预热,需要热量。

以上只是对整个天然气制氢工艺的简单描述,期待大家的点评和垂询。

天采科技从事天然气制氢已有二十余年,制氢规模涵盖几百到几万标方每小时,有着接近百套天然气制氢装置的实际项目经验。

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