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常见问题

天然气制氢原理

作者: 来源: 日期:2019/12/21 15:38:41 人气:263

天然气制氢主要采用如下3种不同的化学处理过程。

(1)甲烷水蒸气重整(Steam Methance reforming,SMR)
水蒸气重整是甲烷和水蒸气吸热转化为H2和CO。 
化学反应过程为:CH4+H2O+热→CO+3H2  
反应所需热量由甲烷燃烧产生的热量来供应。发生这个过程所需温度为700~850℃,反应产物为CO和H2气体,其中CO气体占总产物的12%左右;CO再通过水气转移反应进一步转化为CO2和H2,如化学反应过程。

(2)部分氧气(POX) 
天然气部分氧化剂制氢过程就是通过甲烷与氧气的部分燃烧释放出CO和H2.化学反应过程为:CH4+1/2O2→CO+2H2+热  
这个过程为放热反应,需要进过严密的设计,反应器不需要额外的供热源,反应器出口温度可以达到950~1100℃。反应产生的CO再通过水气转移反应转化为H2。自热重整过程产生的氢气需要经过净化处理,这大大增加了制氢的成本。

表3-2比较了上述3种制氢方法的优缺点。

制 氢 技 术优 点缺 点
甲烷水蒸气重整 应用最为广泛;无需氧气;过程温度;对制氢而言,具有的H2/CO比例通常需要过多的蒸气;大的设备投资;能量需求高
自热重整需要低能量;比部分氧化的过程温度低;H2/CO比例很容易受到CH4/O2比例的调整商业应用有限;通常需要氧气
部分氧化给料直接脱硫不需要蒸气;低的H2/CO自然比例,对于比例小于20的应用很有利低的H2/CO自然比例对于需求比例大于20的应用不利;非常高的过程操作温度;通常需要氧气
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