Утилизация конвертерных газов с целью получения водорода

Аннотация

Проанализировано снижение расхода природного газа для действующих способов производства водорода методом пароводяной конверсии природного газа. Разработана и изучена принципиальная технологическая схема рассматриваемого производства водорода в условиях термодинамической идеальной модели, принятых на базе теории интенсивного энергосбережения. Показано, что удельный расход природного газа на производство водорода в условиях термодинамической идеальной модели составляет 0,327 м3/м3 Н2 , что на 29 % ниже лучших способов производства водорода из природного газа. Предложено снижение природного газа за счет использования высокотемпературных вторичных ресурсов, в качестве которых взяты конвертерные газы сталеплавильного производства. Перспективное использование данных газов вызвано низкой степенью их утилизации и необходимостью увеличения производства водорода на металлургических предприятиях. Представлен способ производства водорода при использовании теплового и химического потенциалов конвертерных газов. В предлагаемом способе конвертерные газы подвергаются энергохимической аккумуляции природным газом, в процессе чего происходит увеличение оксида углерода и образование водорода. После энергохимической аккумуляции полученный газ смешивают с водяным паром и направляют в реактор пароводяной конверсии оксида углерода, что способствует увеличению водорода в газовой смеси. Далее газовую смесь повторно охлаждают, сепарируют технологический конденсат и выделяют водород методом короткоцикловой адсорбции (предусмотрена непрерывность получения водорода). Во время отсутствия выхода конвертерных газов используют водородсодержащий газ, полученный методом пароводяной конверсии природного газа. При анализе предлагаемого способа производства водорода расход природного газа может быть снижен до 0,148 м3/м3 Н2 , что на 68 % ниже лучших способов производства водорода из природного газа.