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天然氣制氫原理

時間:2015-07-21 12:07來源:未知 作者:admin點擊:
天然氣制氫主要采用如下3種不同的化學處理過程。 (1)甲烷水蒸氣重整(Steam Methance reforming,SMR) 水蒸氣重整是甲烷和水蒸氣吸熱轉化為H2和CO。 化學反應過程為:CH4+H2O+熱CO+3H2 反應所需

天然氣制氫主要采用如下3種不同的化學處理過程。

(1)甲烷水蒸氣重整(Steam Methance reforming,SMR)
水蒸氣重整是甲烷和水蒸氣吸熱轉化為H2和CO。
化學反應過程為:CH4+H2O+熱→CO+3H2 
反應所需熱量由甲烷燃燒產生的熱量來供應。發生這個過程所需溫度為700~850℃,反應產物為CO和H2氣體,其中CO氣體占總產物的12%左右;CO再通過水氣轉移反應進一步轉化為CO2和H2,如化學反應過程。

(2)部分氧氣(POX)
天然氣部分氧化劑制氫過程就是通過甲烷與氧氣的部分燃燒釋放出CO和H2.化學反應過程為:CH4+1/2O2→CO+2H2+熱 
這個過程為放熱反應,需要進過嚴密的設計,反應器不需要額外的供熱源,反應器出口溫度可以達到950~1100℃。反應產生的CO再通過水氣轉移反應轉化為H2。自熱重整過程產生的氫氣需要經過凈化處理,這大大增加了制氫的成本。

表3-2比較了上述3種制氫方法的優缺點。

制 氫 技 術 優 點 缺 點
甲烷水蒸氣重整  應用最為廣泛;無需氧氣;最低的過程溫度;對制氫而言,具有最佳的H2/CO比例 通常需要過多的蒸氣;大的設備投資;能量需求高
自熱重整 需要低能量;比部分氧化的過程溫度低;H2/CO比例很容易受到CH4/O2比例的調整 商業應用有限;通常需要氧氣
部分氧化 給料直接脫硫不需要蒸氣;低的H2/CO自然比例,對于比例小于20的應用很有利 低的H2/CO自然比例對于需求比例大于20的應用不利;非常高的過程操作溫度;通常需要氧氣
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