从化石燃料制氢

氢的产量ios版雷竞技官网入口 如ios版雷竞技官网入口 、液态碳氢化合物、煤炭、焦油和石油焦建立了工业过程。反应机制原理如图5所示。氢生产规模非常大,主要是氨和我-

乙醇合成和加氢脱硫在炼油和石化产品。

9.2.1蒸汽/烃重整

预热的蒸汽和碳氢化合物的混合物,通常是天然气,通过管含有镍基催化剂,主要在火炉中加热的辐射传热。典型的条件将30个大气压,3比1 steam-to-carbon比和管出口温度为900°C。主要是公司和H2的反应产物与蒸汽,二氧化碳和甲烷不改变的。气体混合物通过废热锅炉,冷却气体到350°C到400°C。气体通过催化反应器,转变反应公司和蒸汽转化成二氧化碳和氢气。气体冷却,H2在变压吸附器分离(PSA)。二氧化碳可以分离氢净化之前,使用一个胺擦洗系统或更复杂的PSA系统可以安装生产纯二氧化碳,纯粹的H2和废气流。氢气纯度> 99.99%的典型恢复90%的原料气。从原料气二氧化碳复苏将> 95%。的垃圾燃烧产品从炉,在温度约1000°C,通过对流换热节,他们用于预热改革者饲料和产生蒸汽。这个系统的缺点是炉废气,这源于PSA废气与额外的天然气作为燃料,含有二氧化碳排放到大气中之前需要删除单独的胺擦洗单元。

改革与蒸汽催化 天然气和碳氢化合物	甲烷+ H2O ^ CO + 3啊CO + H2 + H2O ^ H2 +二氧化碳-啊
部分氧化——非催化 任何碳氢化合物或碳质原料	C + y2O2 ^ CO -啊CO + H2O ^ CO2 + H2 -啊
热分解 有限的应用程序炭黑生产的副产品	CH4 ^ 2 h2 + C +啊

图5所示。制氢反应

图5所示。制氢反应

天然气的氧气

蒸汽

图6所示。自热式改革者

痘的催化剂

图6所示。自热式改革者

9.2.2自热

自热式改革者过程(ATR,图6)是一个封闭的系统中,烃类燃料部分氧化放热过程,与纯氧燃烧器将烃饲料有限公司和H2的一部分。高温气体通过镍基催化剂床,吸热/烃蒸汽重整反应发生转换的大部分剩余油气公司和H2。下游单位然后与蒸汽烃重整装置相同。一个封闭系统的优点是,它允许所有的二氧化碳分压较高时删除从高压产品气体流。反应器出口条件通常是1000°C和30条压力。ATR可以扩大到非常大的规模。目前被用来生成合成气(CO + h2)的新费-托合成烃合成所需的植物被建造在卡塔尔羚羊项目(沙索公司/科威特石油)。

9.2.3部分氧化(图7)

等碳氢化合物原料煤、沥青或petcoke太脏催化系统中使用。部分氧化过程(POX)发生在耐火材料衬里的反应堆使用燃烧器与纯氧反应温度约为1500°C和压力通常40到70条。火山灰被随后转变转换,然后通过选择性分离CO2 / H2S产生原油H2流,可以进一步的宫殿

图8所示。对流改革者

痘蒸汽重整(放热)(吸热)

图8所示。对流改革者在PSA同一标准的单位。部分氧化反应器中产生的高温气体淬火通过直接接触水,或通过废热锅炉的高效热回收。有许多可用的部分氧化过程。

9.2.4热集成——对流改革者(图8)

高温H2 + CO丰富产品气体从一个痘或ATR反应堆可以用作热媒管式蒸汽/烃催化转化器替换辐射热转移从燃烧器。这大大增加了流程和系统的总热效率氨(ref)和甲醇(ref)已经证明。

9.2.5铝制多通道氢工厂

有很多小工厂设计生产氢用于燃料电池电力系统,电力生产或作为一个纯粹的氢供应示范燃料电池动力汽车燃料系统。提出的这些是最有趣的一个Heatric (ref)和基于使用高温扩散保税换热器组成的蚀刻频道。过程是基于蒸汽/天然气重整催化剂插入在吸热的热交换器进料通道steam-methane重整反应发生和候补催化剂填充段落有放热催化燃烧的可燃气体与空气(图9)。额外的部分换热块用于蒸汽生产,转移反应,天然气净化和热回收。原油产品氢流可以净化PSA在一个小单位。

盘子有化学蚀刻渠道和堆积然后扩散保税

扩散连接过程中晶粒生长板之间发生

催化剂可以在多孔表面涂层或插入。

需要匹配的热释放率和蒸汽烃改革速度。

非常紧凑和潜在的低成本系统

图9所示。铝制生产氢的改革家

使用一个ITM膜系统氧气扩散到H2 / CO气体一代反应堆ITM合成气

——化学势驱动

——甲烷部分氧化

合成气

天然气

»甲烷

ITM陶瓷,^膜

水电合成<

图10所示。制氢使用离子传输膜

天然气

»甲烷

ITM陶瓷,^膜

9.2.6 H2生产使用离子传输膜

特定的混合金属氧化物可以用来生成陶瓷膜,它有能力同时扩散O2 -离子和电子温度高达700°C。表面的氧离子形成的空气逆流通过饲料和电子陶瓷的表面的氧离子离开氧气分子。氧离子传输膜扩散存在差别时氧膜间的分压。如果O2-ion交通膜放置在一连串的预热天然气和蒸汽,在催化剂的作用下,将消耗氧气扩散燃烧放热反应放热是吸热-天然气蒸汽重整反应中使用。系统,实际上,一个自热式改革者与内部氧代。这个系统目前正在开发由空气化工产品公司牵头的一个财团。

9.2.7吸附增强反应(图11)

生产氢的催化过程可以进行同时去除二氧化碳的吸附反应系统使用高温吸附剂如改性水滑石(ref)。合并后的反应和二氧化碳吸附可以用来同时产生大幅纯H2和纯二氧化碳。这个过程中,正在开发,进行multibed高温压力摇摆系统。

9.2.8膜氢改革者(图11)

类似的增强蒸汽/烃重整或转移反应可以通过引入H2扩散薄膜改革者催化剂管,使氢气不断删除作为一个纯粹的产品以更低的分压。扩散过程可以通过使用一个辅助蒸汽等尾气降低氢分压膜的下游一侧。的首选材料薄膜是一种薄的钯和银合金沉积在多孔陶瓷或不锈钢载波。系统在许多国家正在开发。雷竞技手机版app

继续阅读:氢供应链图

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