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科普:甲醇重整制氢

发布日期: 2021-08-13
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甲醇重整制氢工艺原理

甲醇与水蒸气在一定的温度、压力条件下通过催化剂,在催化剂的作用下,发生甲醇裂解反应和一氧化碳的变换反应,生成氢和二氧化碳,这是一个多组份、多反应的气固催化反应系统。


反应方程如下:

CH3OH → CO+2H2   -90.7KJ/mol   (1) 裂解反应

H2O+CO → CO2+H2   +41.2KJ/mol  (2) 变换反应

CH3OH+H2O → CO2+3H2   -49.5KJ/mol  (3) 重整反应


1000NM3/h甲醇制氢装置

屏幕截图 2021-08-13 103436.png


重整反应生成的H2和CO2,再经过变压吸附法(PSA)将H2和CO2分离,得到纯度≥99.999%氢气。供热系统由导热油完成。导热油的温度由蒸汽量决定。

变压吸附技术是以特定的吸附剂(多孔固体物质)内部微孔对气体分子的物理吸附为基础。利用吸附剂在相同压力下易吸附大分子组份,不易吸附小分子组成和高压下吸附量增加,减压下吸附量减少的特性,将原料气在压力下通过吸附床层。相对于氢的杂质组分大分子被选择性吸附,小分子的氢气不易吸附而通过吸附床层,达到氢和杂质组分的分离。然后在减压下解析被吸附的杂质组分,使吸附剂获得再生。从而达到H2和CO2的分离,得到产品氢气。


工艺过程

甲醇与水分别经计量、混合后通过加料泵送入换热器,再经过过热器达到反应所需温度后送入反应器。在固定床催化反应器内同时进行甲醇裂解、一氧化碳变换反应,生成H2和CO2。反应后混合气经过换热器,再经冷凝和吸收分离装置,送往变压吸附系统。

变压吸附系统,依据产气量的要求由多台吸附塔组成。甲醇重整气经过一套由多台吸附器并联操作的变压吸附系统,一次性吸附分离所有杂质得到纯度为≥99.999%的产品氢气。

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