ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Использование энергоресурсов в производстве водорода из "Производство водорода в нефтеперерабатывающей промышленности" Тепловые потоки технологической схемы производства водорода должны быть хорошо увязаны. Тепло, которое требуется подводить и отводить в различных стадиях производства, целесообразно классифицировать по температурному потенциалу на следующие группы. [c.137] В современных схемах производства водорода тепло, выделяющееся при сжигании топлива, обеспечивает ведение процесса, включая производство пара для конверсии углеводородов и окиси углерода. Достаточно тепла и для регенерации поглотительного раствора в процессе очистки от СОз- Чтобы снизить расход топлива, тепло дымового и конвертированного газа утилизируют, как это показано выше. [c.137] ИЗ нефтезаводских газов при давлении 2,2 МПа с карбонатной очисткой от СОа и воздухоподогревателем приведен в табл. 33 (установка мощностью 31 тыс. т На в год). [c.138] Общий к. п. д. печи достаточно высокий и достигает 88%. В печах без воздухоподогревателя, температура дымовых газов выше (250—300 °С), что повышает расход топлива на 5%. Увеличение удельного расхода пара на конверсию также приводит к повышенному расходу топлива. В результате расход топлива повышается до 60—70%, а в некоторых схемах даже и до 100% от расхода сырья. [c.139] Влаяшый конвертированный газ перед подачей его в реактор паровой конверсии окиси углерода следует охладить с 830 до 360 С. Охлаждают его в котле-утилизаторе, при этом затрачивается 65,7 ГДж/ч на производство насыщенного пара. В процессе конверсии окиси углерода в реакторе I ступени выделяется 7,54 ГДж/ч. В результате температура парогазовой смеси после конвертора повышается до 410 °С. Парогазовую смесь следует охладить до 220 °С для подачи в конвертор низкотемпературной конверсии. При охлаждении в котле-утилизаторе часть тепла (14,2 ГДж/ч) используется для получения насыщенного пара из горячей воды, а часть (12,12 ГДж/ч) — для подогрева воды, поступающей в котел. [c.139] В конверторе II ступени также, хотя и в меньшем количестве, выделяется тепло. Температура парогазовой смеси после низкотемпературной конверсии составляет 234 °С. Пар в газе все еше находится в перегретом состоянии, поскольку парциальное давление ёго около 0,8 МПа, что соответствует температуре насыщения 170 °С. Охлаждение парогазовой смеси до 115 °С и конденсация водяных паров, содержащихся в газе, производится в теплообменнике для подогрева воды и в теплообменнике для нагрева раствора К2СО3 до подачи его в регенератор. Парциальное давление водяных паров в газе снижается до 0,172 МПа. Из 27,7 т пара, содержавшегося в конвертированном газе, в тенло-обменнршах конденсируется 23,5 т, т.е. 85%. [c.139] полученное при охлаждении парогазовой смеси от 162 до 80 °С, расходуется на регенерацию раствора К2СО3. В процессе регенерации, протекающей при 103 °С, в ппжней части регенератора вместе с 10 300 м СО, выводится 24,1 т водяных паров, т. е. практически столько же водяных паров, сколько подано на регенерацию. Таким образом, на очистку водорода от СОа затрачено 24 из 45 т пара, поданного на паровую конверсию углеводородов, что составляет 53%. Из этого количества 27% пара израсходовано на конверсию углеводородов, 10% —на конверсию окиси углерода и /15% осталось неиспользованным. Хорошее распределение тепловых потоков в данной схеме оказалось возможным потому, что тепло прореагировавших водяных паров потребовалось для очистки водорода от СОа. [c.139] Совершенствования процессов паровой конверсии углеводородов и конверсии окисп углерода, приводящие к сокращению расхода пара, не дадут положительных результатов в экономии топлива, если сохранить карбонатную очистку, так как на проведение последней требуется дополнительный расход пара. Реальное сокращение расхода топлива может быть в том случае, если одновременно удастся сократить расход пара и на конверсию, и на очистку. [c.140] В некоторых комплексных схемах исключается или сводится к минимуму использование электроэнергии со стороны, так как энергия для нужд производства вырабатывается на самой установке. В таком случае на установке вырабатывают пар более высоких параметров, чем требуется для технологических нужд производства, с давлением 9—15 МПа и температурой 480—560 °С его направляют в паровые турбины, вырабатывающие энергию для привода компрессоров и насосов. После паровых турбин получают пар с давлением 2,5—3,5 МПа, перегревают его и подают на конверсию углеводородов. В других схемах получают пар более низких параметров и подают его в паровую конденсационную турбину. Энергетические схемы производства водорода могут включать не только паровые, но и газовые турбины. [c.140] Общий к. п. д. производства водорода, т. е. отношение энергии полученного продукта (сжатого 100%-ного Hj) к энергии, затраченной на его производство и сжатие, представляет собой отношение химической и механической энергии водорода к химической энергии сырья и топлива, энергии, затраченной на производство пара, и электроэнергии, поступившей на производство со стороны. Часть сырья в процессе производства преобразовалась в СН4 и СО тепло сгорания этих компонентов следует вычесть. [c.140] Для оценки к. п. д. производства водорода механическую, химическую и тепловую энергию выражают в одних единицах, например в килоджоулях. Однако необходимо учесть и реальные затраты химической энергии топлива на получение механической и тепловой энергии на современных электростанциях. К. п. д. современных установок производства водорода составляет 60—65% так как значительная часть тепла теряется нри охлаждении в водяных и воздушных холодильниках, а также через стенки печей, аппаратов и коммуникаций. Кроме того, нужно учитывать потери тепла с выбрасываемыми в атмосферу двуокисью углерода и водяными парами. Тепло теряется и с дымовыми газами, покидающими печь. Наконец, имеют место потери тепла на трение в компрессорах и насосах. При расходе пара и электроэнергии со стороны добавляются потери на их производство на электростанции. [c.140] Вернуться к основной статье