【技术实现步骤摘要】
一种天然气现场制氢装置及方法
本专利技术属于天然气制氢
,具体为一种天然气现场制氢装置及方法。
技术介绍
面对能源危机和能源价格快速上涨的压力,寻找替代能源的呼声越来越高,氢能作为一种高效的清洁能源,引起了世界各国和科研机构的高度重视,“氢能经济”的概念因此浮出水面。氢能是一种清洁高效的能源载体,同时对环境友好、零碳排放,在资源环境约束日益趋紧的背景下,被公认为是一种理想的替代能源。为了尽早步入氢能经济时代,氢能低成本和高效制备是亟待解决的问题。随着精细化工、医药化工、航空航天、特种钢铁特种玻璃、燃料电池等行业的迅速发展,氢气的用途越来越广泛,传统的电解水制氢因规模、能耗等因素制约已不能满足市场的需求。特别是近年来燃料电池以其高效节能、零排放的良好环境性能,使之成为世界能源和交通领域开发的热点,而实现燃料电池的商业化,关键在于开发低成本氢源新技术。目前我国上海、北京等大城市开始建设燃料汽车、燃料电池加氢站,该技术的开发成功,预示着可为加氢站提供质优价廉的气源。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的是提供一种以天然气为原料的现场制氢装置,其包括用于脱除原料气中杂质硫的脱硫反应器、用于初步预热原料气的原料气一级预热器、用于进一步加热原料气的原料气二级预热器、用于天然气与水蒸气发生重整反应制取氢气的重整反应器、空气预热器、用于CO变换反应的变换反应器、用于将冷水初步升温的水预热器、用于降低混合气体温度的水冷器、用于分离混合气中气相和液相的气液分离器、用于将反应后的混合气体分离为产品气和解析气的PSA单元、用于燃烧解析气的燃烧器、用于向重整反应提供水蒸气的蒸汽发 ...
【技术保护点】
1.一种天然气现场制氢的装置,其包括用于脱除原料气中杂质硫的脱硫反应器、用于初步预热原料气的原料气一级预热器、用于进一步加热原料气的原料气二级预热器、用于天然气与水蒸气发生重整反应制取氢气的重整反应器、空气预热器、用于CO变换反应的变换反应器、用于将冷水初步升温的水预热器、用于降低混合气体温度的水冷器、用于分离混合气中气相和液相的气液分离器、用于将反应后的混合气体分离为产品气和解析气的PSA单元、用于燃烧解析气的燃烧器、用于向重整反应提供水蒸气的蒸汽发生器、水泵、风机,其中,脱硫反应器的进口与进料管连接,脱硫反应器的出口管道与原料气一级预热器的冷侧进口连接,原料气一级预热器的冷侧出口管道与来自蒸汽发生器的蒸汽汇合后连接于原料气二级预热器的冷侧进口,原料气二级预热器的冷侧出口管道与重整反应器的管程进口连接,重整反应器的管程出口管道返回连接于原料气二级预热器的热侧进口,原料气二级预热器的热侧出口经管道连接于原料气一级预热器的热侧进口,原料气一级预热器的热侧出口管道连接于空气预热器的热侧进口,空气预热器的热侧出口经管道连接于变换反应器的进口,变换反应器的变换气出口管道连接于水预热器的热侧进口 ...
【技术特征摘要】
1.一种天然气现场制氢的装置,其包括用于脱除原料气中杂质硫的脱硫反应器、用于初步预热原料气的原料气一级预热器、用于进一步加热原料气的原料气二级预热器、用于天然气与水蒸气发生重整反应制取氢气的重整反应器、空气预热器、用于CO变换反应的变换反应器、用于将冷水初步升温的水预热器、用于降低混合气体温度的水冷器、用于分离混合气中气相和液相的气液分离器、用于将反应后的混合气体分离为产品气和解析气的PSA单元、用于燃烧解析气的燃烧器、用于向重整反应提供水蒸气的蒸汽发生器、水泵、风机,其中,脱硫反应器的进口与进料管连接,脱硫反应器的出口管道与原料气一级预热器的冷侧进口连接,原料气一级预热器的冷侧出口管道与来自蒸汽发生器的蒸汽汇合后连接于原料气二级预热器的冷侧进口,原料气二级预热器的冷侧出口管道与重整反应器的管程进口连接,重整反应器的管程出口管道返回连接于原料气二级预热器的热侧进口,原料气二级预热器的热侧出口经管道连接于原料气一级预热器的热侧进口,原料气一级预热器的热侧出口管道连接于空气预热器的热侧进口,空气预热器的热侧出口经管道连接于变换反应器的进口,变换反应器的变换气出口管道连接于水预热器的热侧进口,水预热器的热侧出口管道与水冷器的热侧进口连接,水冷器的热侧出口管道与气液分离器的混合气进口连接,气液分离器的液相出口管道直接引出至装置外侧,气液分离器的气相出口管道与PSA单元的气体进口连接,PSA单元的产品气出口经管道连接于产品气储罐,PSA单元的解吸气出口经管道连接于燃烧器的燃料进口,空气输入管道经风机连接于空气预热器的冷侧进口,空气预热器的冷侧出口管道连接于燃烧器的空气进口,燃烧器的烟气出口经管道连接于重整反应器的壳程进口,重整反应器的壳程出口连接于蒸汽发生器的管程进口。2.根据权利要求1所述的装置,其中,所述重整反应器为换热式反应器,脱硫反应器为固定床反应器,所述蒸汽发生器为板壳式换热器。3.根据权利要求1或2所述的装置,其中,所述水预热器的冷侧进口与水泵连接,水预热器的冷侧进口与蒸汽发生器的壳程进口连接于水换热器冷侧出口,壳程出口管道为水蒸气管道,水蒸气管道分为两个支路,一个支路与原料气一级预热器冷侧出口物料汇合,另一支路与外部蒸汽管网连接。4.一种天然气现场制氢的方法,该方法包括以下步骤:1)原料气经进料管进入脱...
【专利技术属性】
技术研发人员:张伟康,朱攀中,刘鹏翔,堵俊俊,赵玲芳,高珠,
申请(专利权)人:新地能源工程技术有限公司,
类型:发明
国别省市:河北,13
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