科普：甲醇重整制氫

甲醇重整制氫工藝原理

甲醇與水蒸氣在一定的溫度、壓力條件下通過催化劑，在催化劑的作用下，發(fā)生甲醇裂解反應(yīng)和一氧化碳的變換反應(yīng)，生成氫和二氧化碳，這是一個多組份、多反應(yīng)的氣固催化反應(yīng)系統(tǒng)。

反應(yīng)方程如下：

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

H2O+CO → CO2+H2   +41.2KJ/mol  (2) 變換反應(yīng)

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

1000NM3/h甲醇制氫裝置

重整反應(yīng)生成的H2和CO2，再經(jīng)過變壓吸附法（PSA）將H2和CO2分離，得到純度≥99.999%氫氣。供熱系統(tǒng)由導(dǎo)熱油完成。導(dǎo)熱油的溫度由蒸汽量決定。

變壓吸附技術(shù)是以特定的吸附劑（多孔固體物質(zhì)）內(nèi)部微孔對氣體分子的物理吸附為基礎(chǔ)。利用吸附劑在相同壓力下易吸附大分子組份，不易吸附小分子組成和高壓下吸附量增加，減壓下吸附量減少的特性，將原料氣在壓力下通過吸附床層。相對于氫的雜質(zhì)組分大分子被選擇性吸附，小分子的氫氣不易吸附而通過吸附床層，達(dá)到氫和雜質(zhì)組分的分離。然后在減壓下解析被吸附的雜質(zhì)組分，使吸附劑獲得再生。從而達(dá)到H2和CO2的分離，得到產(chǎn)品氫氣。

工藝過程

甲醇與水分別經(jīng)計量、混合后通過加料泵送入換熱器，再經(jīng)過過熱器達(dá)到反應(yīng)所需溫度后送入反應(yīng)器。在固定床催化反應(yīng)器內(nèi)同時進(jìn)行甲醇裂解、一氧化碳變換反應(yīng)，生成H2和CO2。反應(yīng)后混合氣經(jīng)過換熱器，再經(jīng)冷凝和吸收分離裝置，送往變壓吸附系統(tǒng)。

變壓吸附系統(tǒng)，依據(jù)產(chǎn)氣量的要求由多臺吸附塔組成。甲醇重整氣經(jīng)過一套由多臺吸附器并聯(lián)操作的變壓吸附系統(tǒng)，一次性吸附分離所有雜質(zhì)得到純度為≥99.999%的產(chǎn)品氫氣。