小型天然氣制氫設(shè)備-生產(chǎn)廠家-設(shè)備供應(yīng)商

1.天然氣制氫原理

    天然氣制氫工藝的原理就是先對天然氣進(jìn)行預(yù)處理，然后在轉(zhuǎn)化爐中將甲烷和水蒸汽轉(zhuǎn)化為一氧化碳和氫氣等，余熱回收后，在變換塔中將一氧化碳變換成二氧化碳和氫氣的過程，這一工藝技術(shù)的基礎(chǔ)是在天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化技術(shù)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的。在變換塔中，在催化劑存在的條件下，控制反應(yīng)溫度，轉(zhuǎn)化氣中的一氧化碳和水反應(yīng)，生成氫氣和二氧化碳。

天然氣中的烷烴在適當(dāng)?shù)膲毫�和溫度下，就會發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)生成轉(zhuǎn)化氣，轉(zhuǎn)化氣再經(jīng)過熱換、冷凝等過程，使氣體在自動化的控制下通過裝有多種吸附劑的 PAS 裝置后，一氧化碳、二氧化碳等雜質(zhì)被吸附塔吸附，氫氣送往用氣單位，吸附了雜質(zhì)的吸附劑，經(jīng)解吸后，解析氣可送往變換爐作為燃料，吸附劑也完成再生。

其主要反應(yīng)式如下 ：

天然氣和水在 800~900℃高溫和氧化鎳催化劑的條件下反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣。

反應(yīng)式為 ：CH4+H2O → CO+H2-Q

一氧化碳和水在 300-400℃條件下和三氧化二鐵催化劑的條件下反應(yīng)生成二氧化碳和氫氣。

反應(yīng)式為 ： CO+H2O → CO2+H2+Q

另外，在制取過程相關(guān)的技術(shù)指標(biāo)要求如下：

壓力一般在 1.5~2.5 MPa，天然氣單耗為 0.4~0.5 m3/m3氫氣 ；運行時間 ：>8000h ；工業(yè)規(guī)模 ：100 m3/h~100000 m3/h。

2.天然氣制氫流程               

天然氣的制取氫流程主要包括四個 ：原料氣預(yù)處理、天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化、一氧化碳變換、氫氣提純。

首先是原料預(yù)處理步驟，這里的預(yù)處理主要指的就是原料氣的脫硫，實際工藝運行當(dāng)中一般采用天然氣鈷鉬加氫串聯(lián)氧化鋅作為脫硫劑將天然氣中的有機(jī)硫轉(zhuǎn)化為無機(jī)硫再進(jìn)行去除。這里處理的原料天然氣的流量較大，所以可采用壓力較高的天然氣氣源或者在選擇天然氣壓縮機(jī)的時候考慮較大的余量。

其次就是進(jìn)行天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化的步驟，在轉(zhuǎn)化爐中采用鎳系催化劑，將天然氣中的烷烴轉(zhuǎn)化成為主要成分是一氧化碳和氫氣的原料氣。

然后就是一氧化碳變換，使其在催化劑存在的條件下和水蒸氣發(fā)生反應(yīng)，從而生成氫氣和二氧化碳，得到主要成分是氫氣和二氧化碳的變換氣。根據(jù)變換溫度的不同可以將一氧化碳的變換工藝分為兩種 ：中溫變換、高溫變換。其中高溫變換的溫度大概在 360℃左右，中溫變換的工藝大概在320℃左右。隨著技術(shù)對策發(fā)展，近年來開始采用一氧化碳高溫變換加低溫變換的兩段工藝設(shè)置，這樣可以近一步節(jié)省對資源的消耗，但對于轉(zhuǎn)化氣中一氧化碳含量不高的情況，可只采用中溫變換。

*后一個步驟就是提純氫氣，現(xiàn)在*常用的一種氫氣提純系統(tǒng)就是 PAS 系統(tǒng)，又叫變壓吸附凈化分離系統(tǒng)，這種系統(tǒng)能耗低、流程簡單、制取氫氣的純度較高，*高時氫氣的純度可達(dá) 99.99%。