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技術(shù)成果
 
甲醇水蒸汽轉(zhuǎn)化-PSA制氫技術(shù)

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    氫氣廣泛用于鋼鐵、冶金、化工、醫(yī)藥、輕工、建材、電子等多種工業(yè)部門。由于原料來源的不同、氫氣純度要求不同,制氫裝置的投資規(guī)模及氫氣生產(chǎn)成本相差很大。工業(yè)上制氫常用煤焦造氣法、烴類蒸汽轉(zhuǎn)化法、電解水法等。在沒有富氫原料氣的場合下,甲醇裂解制氫是最佳的技術(shù)選擇,它具有投資低、無污染、成本低的優(yōu)點。是中小型規(guī)模制氫的最佳方法,具有較強的市場競爭能力。本公司開發(fā)的甲醇水蒸汽轉(zhuǎn)化-PSA制氫技術(shù)先進,質(zhì)量穩(wěn)定可靠,生產(chǎn)成本低,氫氣純度:≥99.9%~99.999%。

一、甲醇轉(zhuǎn)化-PSA制氫技術(shù)工藝流程

    甲醇水蒸汽轉(zhuǎn)化-PSA制氫是甲醇水蒸汽在TCJ-1催化劑床層轉(zhuǎn)化成主要含二氧化碳和氫氣的轉(zhuǎn)化氣,轉(zhuǎn)化氣再經(jīng)變壓吸附技術(shù)提純得到純度為99~99.999%的產(chǎn)品氫氣的工藝技術(shù)。反應(yīng)式如下:
    CH3OH → CO+2H2      -90.7  KJ/mol      (1
    CO+H2O → CO2+H2    +41.2   KJ/mol      (2
    總反應(yīng)式為:CH3OH+ H2O → CO2+3H2       -49.5 KJ/mol
    工藝流程圖如下:

工藝流程圖
 
    甲醇轉(zhuǎn)化-PSA制氫工藝流程圖

    工藝流程簡述:水甲醇經(jīng)預(yù)熱、汽化、過熱、在專用催化劑上轉(zhuǎn)化反應(yīng)并冷卻吸收等過程后, 得到的含~24%CO2和~75%的H2的轉(zhuǎn)化氣,送入變壓吸附裝置提純,分離得到純度為99.9~99.999%的H2

二、公司的工藝技術(shù)特點
    該生產(chǎn)工藝是由本公司的多名研究人員最早開發(fā)并率先實現(xiàn)工業(yè)化,經(jīng)多年的生產(chǎn)實踐和改進,工藝技術(shù)已得到完善,本工藝技術(shù)有如下特點:
    1.甲醇水蒸汽在專用催化劑直接轉(zhuǎn)化生成CO2和H2;利用轉(zhuǎn)化反應(yīng)自身加壓特點直接送入變壓吸附分離裝置,節(jié)約因壓縮而消耗的電能;
    2.專用催化劑具有活性高、選擇性好、壽命長等特點;
    3.反應(yīng)溫度低,能量損失小;工藝過程充分考慮系統(tǒng)能量的回收利用,整體運轉(zhuǎn)能耗費用低;
    4.產(chǎn)品H2純度高,可根據(jù)下游用戶需要調(diào)整產(chǎn)品H2(99.0~99.999%)純度;
    5.專用吸附劑性能優(yōu)良。在強度、壽命、動態(tài)吸附量、分離效率等各方面性能達(dá)到國內(nèi)先進水平;
    6.專用程序控制閥采用防沖刷、閥桿密封自補償型的氣動專用程序控制閥,具有密封性好、外泄漏量極小、使用壽命長等特點;
    7.裝置采用微機控制,具有自動化程度高、技術(shù)先進、運行可靠、操作方便等特點。
    8.可根據(jù)業(yè)主的實際需求選取不同供熱方式,靈活又節(jié)能,包括電加熱,煤加熱,天然氣加熱,尾氣自催化無明火加熱等.
    9.裝副產(chǎn)尾氣可回收CO2,用作食品添加劑、煙絲膨化劑、焊接保護氣等。

三、TCJ-1催化劑的性能特點
    TCJ-1催化劑是一種以銅為主的復(fù)合氧化物組成的新型催化劑,催化劑活性高,甲醇單程轉(zhuǎn)化率在>90%,催化劑選擇性好,轉(zhuǎn)化氣中一氧化碳含量低;催化劑性能穩(wěn)定;催化劑使用壽命二年以上。

四、原料及公用工程消耗(以每1000Nm3產(chǎn)品氫計):

序號

名  稱

規(guī) 格

單位

消耗

備注

1

甲醇

GB336-2004一級品

Kg

530 

  

2

脫鹽水

符合鍋爐用水要求

Kg

320

 

3

催化劑

專用

kg

0.20 

 

4

380/220V,50HZ

kwh

100

與規(guī)模有關(guān)

5

燃煤

優(yōu)質(zhì)煤

Kg

200 

可用天然氣,自催化等方式 

6

儀表空氣

0.40.6mPa≤32

Nm3

80

與規(guī)模有關(guān)

7

循環(huán)冷卻水

0.3mPa,32

t

40

  

 

五、產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)
    裝置規(guī)模:氫氣產(chǎn)量20~5000Nm3/h氫氣純度:≥99.9%~99.999%氫氣壓力:0.5~2.2MPa(不需壓縮機)專用的催化劑壽命≥2年。

六、公司業(yè)績及裝置投資
    公司已經(jīng)建成100~4000Nm3/h間不同規(guī)模的甲醇制氫裝置多套。可提供20~4000Nm3/h間不同規(guī)模的甲醇制氫裝置的技術(shù)轉(zhuǎn)讓、工程設(shè)計、部分硬件或工程總承包。

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