Установка риформинга метана - Википедия - Methane reformer

А установка риформинга метана это устройство на основе паровой риформинг, автотермический риформинг или же частичное окисление и это тип химический синтез которые могут производить чистые водород газ из метан используя катализатор. В разработке находится несколько типов риформеров, но наиболее распространенными в промышленности являются автотермический риформинг (ATR) и паровой риформинг метана (SMR). Большинство методов работают путем воздействия на метан катализатора (обычно никель ) при высокой температуре и давлении.

Паровой риформинг

Основная статья: Паровой риформинг

Паровой риформинг (SR), иногда называемый паровым риформингом метана (SMR), использует внешний источник горячего газа для нагрева трубок, в которых происходит каталитическая реакция, которая преобразует пар и более легкие углеводороды, такие как метан, биогаз или переработка сырья в водород и монооксид углерода (синтез-газ). Синтез-газ реагирует дальше, давая больше водорода и диоксида углерода в реакторе. Перед использованием оксиды углерода удаляют с помощью адсорбция при переменном давлении (PSA) с молекулярными ситами для окончательной очистки. PSA работает путем адсорбции примесей из потока синтез-газа, чтобы оставить чистый газообразный водород.

CH4 + H2O (пар) → CO + 3 H2 Эндотермический
CO + H2O (пар) → CO2 + H2 Экзотермический

Автотермический риформинг

Автотермический риформинг (ATR) использует кислород и углекислый газ или пар в реакции с метаном с образованием синтез-газ. Реакция протекает в одной камере, где метан частично окисляется. Реакция экзотермична из-за окисления. Когда ATR использует диоксид углерода, H2Соотношение продуцируемого СО: 1: 1; когда ATR использует пар, H2Соотношение продуцируемого газа: CO составляет 2,5: 1.

Реакции можно описать следующими уравнениями с использованием CO2:

2 канала4 + O2 + CO2 → 3 H2 + 3 СО + Н2О

И с помощью Steam:

4 канала4 + O2 + 2 часа2O → 10 H2 + 4 СО

Температура на выходе синтез-газа составляет 950-1100 ° C, а давление на выходе может достигать 100 ° C. бар.[1]

Основное различие между SMR и ATR заключается в том, что SMR использует только кислород через воздух для сгорания в качестве источника тепла для создания пара, в то время как ATR напрямую сжигает кислород. Преимущество ATR в том, что H2: CO можно варьировать, это особенно полезно для производства некоторых продуктов второго поколения. биотопливо, Такие как DME что требует 1: 1 H2: Соотношение CO.

Частичное окисление

Основная статья: Частичное окисление

Частичное окисление (POX) - это тип химической реакции. Это происходит, когда субстехиометрическая топливно-воздушная смесь частично сгорает в риформинг-установке, создавая обогащенный водородом синтез-газ, который затем можно использовать в дальнейшем.

Преимущества и недостатки

Капитальные затраты на установки парового риформинга непомерно высоки для малых и средних предприятий, потому что технология плохо масштабируется. Обычные установки парового риформинга работают при давлении от 200 до 600 фунтов на квадратный дюйм с температурами на выходе от 815 до 925 ° C. Тем не менее, анализ показал, что, даже несмотря на то, что его строительство дороже, хорошо спроектированный SMR может производить водород более экономично, чем ATR для небольших приложений.[2]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Топсе ATR
  2. ^ AIA: Программное обеспечение анализирует стоимость производства водорода - Архивы - СБОРКА

внешняя ссылка