Газ водородсодержащий: Водородосодержащий газ

Содержание

Водородосодержащий газ

Марка

Производи-
тельность
м3/мин
(нм3/час)

Давление
МПа (кгс/см2)

Частота
вращения
ротора,
об/мин

Привод

Габариты
установки, м

Масса
изделия
с эл. /д.,
зип, кип,
авт., арм.,
кг

Область
применения

началь-
ное

конеч-
ное

тип
двигателя

мощ-ть,

кВт

3ГЦ2-50/18-3350
(51657)
1,8
(18)
3,3
(33)
13225ЭД20006,50х2,50х2,5044000Нефтепереработка

433ГЦ2-143/25-321ПМ

143
(215000)

2,45
(25)

31,5
(321)

11268

ПТ

32000

88,00х34,00х21,20

790000

Химическая промышленность.
Агрегат синтеза аммиака

4ГЦ2-230/24-31 УХЛ4

242
(350000)

2,33
(23,8)

3,03
(31)

10092

ЭД

6300

10,01х9,35х6,88

63500

Газопереработка. Установка каталитического риформинга

5ЦД-208/30-45М

208
(375000)

2,94
(30)

4,41
(45)

8400

ПТ

6020

12,60х10,05х6,76

78400

Нефтехимия. Установки каталитического риформинга бензина

3ГЦ2-61/41-59 УХЛ4

61
(150000)

4,0
(41)

5,78
(59)

13200

ЭД

4000

7,50х6,50х3,60

32000

Нефтехимия. Блоки гидроочистки

3ГЦ2-36/132-168

36
(290000)

13
(132,6)

16,47
(167,9)

11619

ЭД

4000

10,20х8,10х6,98

60000

Нефтепереработка. Установки гидрокрекинга

3ГЦ2-75/71-88 УХЛ4

75
(320000)

7,1
(71)

8,8
(88)

11938

ПТ

3500

12,60х10,00х8,50

78400

Нефтехимия. Системы циркуляция газа

44ГЦ2-49/24-46 УХЛ4

49
(70000)

2,35
(24)

4,5
(46)

10731

ЭД

3150

12,50х8,20х7,05

59800

Нефтепереработка. Обеспечение производительности установки получения водорода

32ГЦ2-63/4,5-41 УХЛ4

62
(16500)

0,44
(4,5)

4,1
(41)

13557

ЭД

3150

8,30х2,30х2,36

46000

Нефтепереработка. Установка получения водорода

2ГЦ2-41/58-79 УХЛ4

41
(142000)

5,7
(58)

7,75
(79)

13020

ЭД

2500

6,20х4,80х3,40

38000

Нефтепереработка. Блоки гидроочистки

5ЦД-43/50-64

43
(130000)

4,9
(50)

6,07
(62)

6331

ЭД

2000

8,75х7,70х6,58

40630

 

Нефтехимия. Установки гидроочистки дизельного топлива 

2ГЦ2-47/35-44М УХЛ4

46
(96000)

3,4
(34,7)

4,24
(43,3)

14750

ЭД

2000

6,00х6,50х3,50

44000

Газопереработка. Блок гидроочистки бензиновой фракции

2ГЦ2-16/27-37 УХЛ4

16
(26000)

2,64
(27)

3,62
(37)

12700

ЭД

800

6,20х4,80х3,40

20000

Нефтехимия

2ЦЦК-10/300-12/10

10
(175000)

28,4
(291)

31,4
(321)

2965

ЭД

750

6,94х1,50х1,600

26400

Химическая промышленность.
Синтез аммиака и метанола

2ЦЦК-10/300-12/10
– с эл.дв. без КВД
– без эл.дв. и КВД

10
(175000)

28,4
(291)

31,4
(321)

2965

ЭД

750

2,57х0,75х0,75

2395

Химическая промышленность.
Синтез аммиака и метанола

2ЦЦК-10/350-10

10
(190000)

31,4
(321)

34,3
(351)

2965

ЭД

750

6,94х1,50х1,60

26400

Химическая промышленность.
Синтез аммиака и метанола

2ЦЦК-10/350-10
– с эл.дв. без КВД
– без эл.дв. и КВД

10
(190000)

31,4
(321)

34,3
(351)

2965

ЭД

750

4,57х0,75х0,75

5556

Химическая промышленность.
Синтез аммиака и метанола

НЦ-230/3-3,5

233
(40000)

0,29
(3)

0,34
(3,5)

7600

ЭД

400

10,51х3,53х3,64

12600

Химическая промышленность. Установки синтеза аммиака

Водородсодержащий газ – Справочник химика 21

    Состав водородсодержащего газа, % (масс.)/% (об.) [c.16]
    Кратность циркуляции водородсодержащего газа. . . 80—200 [c.23]     Характеристика водородсодержащего газа с установок каталитического риформинга [c.16]

    Концентрирование водородсодержащих газов риформинга [c.5]

    Выход и состав избыточного водородсодержащего газа с установок риформинга зависит от вида перерабатываемого сырья, условий ведения процесса, применяемых катализаторов. [c.15]

    Образующийся в процессе риформинга водородсодержащий газ может быть непосредственно использован в процессах гидроочистки моторных топлив, причем его себестоимость примерно в 10—15 раз ниже, чем себестоимость водорода специального производства (например, методом каталитической конверсии) [13].[c.15]

    В табл. 1У.12 приведен материальный баланс процесса, из которого ВИДНО, что рассмотренная схема обеспечивает достаточно высокую эффективность разделения в водородсодержащем газе содержится 81 % (об.) водорода, потери водорода с сухим газом не превышают 1% (об.) [20]. [c.233]

    Для достижения максимальной эффективности работы катализатора не рекомендуется допускать содержание СО в водородсодержащем газе выше 0,1% (об.). [c.15]

    I — гндроочистка или каталитический риформинг 2 — сепарация (выделение водородсодержащего газа) 3 — ректификация продуктов реакции  [c.231]

    В водородсодержащем газе каталитического риформинга примеси углеводородов составляют от 60 до 80% (масс.) (см. табл. 3). При гидроочистке также образуются углеводородные газы и сероводород (газы реакции). Количество углеводородных газов, поступающих со свежим водородом, и газов реакции в отдельных случаях превышает возможности гидрогенизата растворить их в себе и таким образом удалить из системы циркуляции газа. В этом случае происходит накопление углеводородных газов в системе циркуляции водородсодержащего газа, что приводит к падению парциального давления водорода. [c.20]


    Процесс гидроочистки моторных топлив начали широко применять после второй мировой войны. Тормозом широкого распространения гидроочистки было отсутствие дешевого водорода. С внедрением в промышленность каталитического риформинга, в процессе которого получается избыточный водородсодержащий газ, нефтеперерабатывающие заводы получили дешевый источник водорода. [c.4]

    Расход водорода на растворение и потери его через неплотности системы. В схему гидроочистки моторных топлив после реактора и системы теплообмена продуктов реакции с сырьем включен сепаратор для разделения циркулирующего водородсодержащего газа и гидрогенизата. Давление сепарации зависит от перепада давления в системе циркуляции водородсодержащего газа, температура — от выбранного варианта схемы теплообмена 40—50°С при холодной сепарации гидрогенизата и 160—230 °С при горячей.[c.20]

    Далинейшее улучшение процесса разделения катализата риформинга достигается при использовании холодной сепарации газа на I ступени и абсорбции газа стабильным катализатором на II ступени [23]. Принципиальная схема такой установки приведена на рис. 1У-24. Катализат охлаждают и частично конденсируют при 120 °С и направляют в I ступень сепарации, где под давлением 0,97 МПа он разделяется на газовую и жидкую фазы. Газовую фазу компримируют до 1,4 МПа и при 160 °С подают на разделение в абсорбер, на верх которого подают стабильный катализат при 38°С. Разделение катализата по данной схеме обеспечивает получение водородсодержащего газа с концентрацией 81,2% (об.) Нг при снижении зисплуатационных затрат по сравнению со схемой двухступенчатой сепарации на 10—15%. В табл. IV.13 приведены состав и параметры основных потоков блока разделения по схеме, изображенной на рис. 1У-24, на основе которых может быть рассчитан материальный баланс процесса. [c.234]

    Современный нефтеперерабатывающий завод обязательно имеет установки гидроочистки прямогонных дистиллятных фракций — бензина, керосина, дизельного топлива, — что объясняется наличием дешевого водородсодержащего газа, получаемого в процессах каталитического риформинга, широкое внедрение которых началось в США с 1950 г. , в СССР и Западной Европе — после 1960 г. [c.15]

    Количество отдуваемого газа зависит от состава свежего водородсодержащего газа, оптимального парциального давления и режима [c.19]

    В процессе гидроочистки дизельных топлив выделяется значи- тельное количество газов реакции — до 2,8% (масс.), поэтому при использовании водородсодержащего газа с содержанием водорода примерно 80,0% (об.) появляется необходимость в отдуве газа. Парциальное давление связано с составом водородсодержащего газа, который подается в реактор. [c.20]

    Побочными продуктами гидроочистки являются также углеводородные газы из стабилизационной колонны и сепаратора низкого дав-,, ления (табл. 10), сероводород и отдуваемый водородсодержащий газ. Для приближенных расчетов можно воспользоваться ориентировочными данными по выходу углеводородных газов в процессе гидроочистки с учетом концентрации водорода в свежем водородсодержащем газе (рис. 4). [c. 35]

    Отдуваемый водородсодержащий газ характеризуется иногда высокой концентрацией водорода 70—75% (об.). Такой газ целесообразно использовать в качестве свежего водородсодержащего газа на установках гидроочистки дизельных топлив и масел. [c.37]

    Состав углеводородного газа стабилизации (см. табл. 13) в основном также зависит от состава свежего водородсодержащего газа. Выход газа колеблется в пределах 0,97—2,3% (масс.) на сырье. [c.44]

    Кратность циркуляции водородсодержащего газа. . . 300 Парциальное давление водорода, МПа……… 1,8 [c.34]

    Схема подачи водородсодержащего газа ина проток  [c.27]

    Схема с циркуляцией водородсодержащего газа  [c.27]

    Увеличение отношения Н С и соответственно повышение крат нести циркуляции водородсодержащего газа влияют на фазово состояние газо-сырьевой смеси на входе в реактор. При одних и тех ж( температуре и давлении снижение кратности циркуляции способ ствует сдвигу равновесия в сторону образования жидкой фазы и наоборот, повышение кратности циркуляции способствует образованию паровой углеводородной фазы. Аналогичный эффект можно получить, изменяя давление в системе при постоянных кратности циркуляции и температуре. Снижение давления сдвигает равновесие в сторону образования паров, повышение — жидкости. Учитывая, что наиболее интенсивно процесс гидроочпстки идет в паровой фазе, при снижении кратности циркуляции также целесообразно снижать общее давление в системе. [c.48]


    Состав углеводородного газа второй ступени сепарации зависит как от характеристики сырья и состава свежего водородсодержащего газа, так и рабочего давления в сепараторе. В табл. 13 приведена характеристика газа при проектных условиях сепарации, т. е. при 50 СиО.5 МПа. Выход газа колеблется в пределах 0,8—0,7% (масс.) на сырье. [c.44]

    Суммарное влияние парциального давления водорода слагается из раздельных влияний общего давления, концентрации водорода в циркуляционном газе и отношения водород углеводородное сырье. Хотя все положительные результаты достигаются за счет увеличенного расхода водорода, целесообразно поддерживать и общее давление и содержание водорода в циркуляционном газе на максимально возможном уровне, насколько это допускается ресурсами свежего водородсодержащего газа. и экономическими соображениями. [c.46]

    Технологические схемы блоков разделения гидрогенизатов гидроочистки и катализатов риформинга с получением высокооктановых бензинов зависят от сырья и давления реакции. На алю-мокобальтмолибденовых и платиновых катализаторах (давление реакции 4 МПа) газы из гидрогенизата и катализата выделяются обычно двухступенчатой холодной сепарацией. На I ступени выделяется водородсодержащий газ при давлении реакции и температуре около 40°С ( Б сепараторе высокого давления) на IIступени при этой же температуре и давлении 0,5—0,6 МПа отделяются растворенные углеводородные газы (в сепараторе низкого давления) (рис. 1У-21). В системе холодной двухступенчатой сепарации получается водородсодержащий газ (до 60—75% об. Нг) при сравнительно небольших потерях водорода с углеводородным газом. [c.231]

    При переработке низкоконцентрированных водородсодержащих газов и особенно при небольщом их давлении холода дросселирования метановой фракции может оказаться недостаточно. В этом случае ггредусматривается рециркуляция метановой фракции с подачей ее циркуляционными компрессорами в линию исходного газа. Продуктом криогенной секции является водород 95%-ный (об.) под [c.310]

    Из приведенных данных видно, что криогенный способ имеет существенные преимущества в производстве концентрировавного водородсодержащего газа. [c.311]

    При низкотемпературной конденсации водородсодержащего газа рекомендуются следующие значения технологических парамет-ров [40]  [c.311]

    Какая масса водородсодержащего газа потребуется в сутки для работы трех платформингов, если на 1 т сырья идет 1,5 т водородсодержащего газа Производительность платформиига одного пз НПЗ составляет 1020 т/сут.[c.61]

    Повышение качества продукта пли фракции в процессе гидро-очистки достигается за счет удаления нежелательных иримесей, таких, как сера, азот, кислород, смолистые соединения, непредельные углеводороды. Процесс осуществляется па стационарном катализаторе в среде водородсодержащего газа в условиях, при которых 97—99% (масс.) исходного сырья превращается в очищенный продукт. Одновременно образуется незначительное количество бензина. Катализатор периодически регенерируют. [c.4]

    В процессе гидроочистки в зависимости от вида сырья и концентрации водорода в водородсодержащем газе затраты на водород колеблются от 6 до 30% от общей суммы затрат на переработку. Таким образом, расход водорода в значительной мере влияет на 1кономику процесса гидроочистки моторных топлив. [c.15]

    На промышленных установках гвдроочистки общий расход водорода складывается из расхода ва-реакцвю, отдув циркуляционного водородсодержащего газа для поддержания задамой концентрации водорода, расхода на растворение й потери через неплотности си-, стемы.[c.17]

    Расход водорода на отдув. В зависимости от требуемой степени очистки сырья определяется оптимальное парциальное давление водорода в.процессах гидроочистки. Расход водорода на отдув появляется в связи с тем, что для поддержания оптимальНогЬ парциального давления приходится непрерывно выводить (отдувать) из системы небольшой поток циркуляционного водородсодержащего газа и заменять его свежим водородом. [c.19]

    Побочными продуктами процесса являются отгон (бепзин), углеводородный газ (второй ступени сепарации и стабилизации), сероводород и отдуваемый водородсодержащий газ. [c.42]

    Количество и состав отдуваемого водородсодержащего газа за-В1ГСИТ от режи1ш процесса и концентрации водорода в свежем водородсодержащем газе. В качестве отдува в топливную сеть сбрасывается очищенный циркуляционный газ. [c.44]

    В промышленной практике объемное отношение Н С (или кратность циркуляции) выражается отнотением объема водоРода. .дРИ нормальных условиях к объему сырья. С точки зрения экономич-, ности процесса заданное отношение целесообразно поддерживать циркуляцией водородсодержащего газа. В этом случае большое значение приобретает концентрация водорода в циркуляционном газе  [c.47]

    Описание установки (рис. 7). Сырье смепшвается с водородсодержащим газом, поступающим с установки каталитического риформинга, нагревается в теплообменниках и трубчатой печи до температуры реакции и роступает в реактор, заполненный АКМ катализатором. [c.49]


Каталитический риформинг бензинов, установка и гидроочистка бензиновых фракций

(cправочная информация)

Процесс каталитического риформинга бензиновых фракций (риформинга бензинов) является одним из важнейших процессов современной нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Процесс риформинга предназначен для производства высокооктановых компонентов автомобильных бензинов и для производства легких ароматических углеводородов – бензола, толуола и ксилолов. Весьма важным продуктом процесса риформинга является водородсодержащий газ с высоким содержанием водорода, который используется для гидроочистки широкого ассортимента нефтяных фракций, для процесса гидрокрекинга тяжелых нефтяных фракций и других гидрогенизационных процессов.

Процесс каталитического риформинга является сложным химическим процессом. Это обусловлено, прежде всего, химическим составом исходного сырья процесса – разнообразных бензиновых фракций. В состав так называемой широкой фракции бензина входит более 150 углеводородов. Это углеводороды трех основных групп: парафиновые углеводороды нормального и изостроения, нафтеновые углеводороды с пятичленными и шестичленными циклами с одной или несколькими замещающими алкильными группами и ароматические углеводороды, которые обычно представлены бензолом, толуолом, ксилолами и незначительным количеством более тяжелых алкилбензолов. Среди парафинов преобладают углеводороды нормального строения и монометилзамещенные структуры. Нафтены представлены гомологами циклопентана и циклогексана.

Научные основы процесса каталитического риформинга были подготовлены работами русских учёных. Так ещё в 1911г. Н.Д. Зелинским была показана возможность дегидрогенизации шестичленных нафтеновых углеводородов при температуре выше 300°С над платиновым и палладиевым катализаторами количественно, практически без побочных реакций. В том же году дегидрогенизацию нафтеновых углеводородов при контакте их с оксидом металлов осуществили В.Н. Ипатьев и Н. Довгелевич. В 1936г. в СССР одновременно в трёх лабораториях была открыта реакция непосредственной дегидроциклизации парафиновых углеводородов в ароматические. Б.Л. Молдавский и Г.Д. Камушер в ГИВДс осуществили дегидроциклизацию парафинов на оксиде хрома при температуре 450-470°С. В.И. Каржёв, М.Г. Северьянова и А.Н. Сиова во ВНИГИ наблюдали реакции дегидроциклизации парафинов на меднохромовом катализаторе при температуре 500-550°С. Б.А. Казанский и А.Ф. Платэ в МГУ показали возможность дегидроциклизаци парафиновых углеводородов в присутствии платинированного угля при температуре 300-310°С.

Основой процесса каталитического риформинга бензинов являются реакции, приводящие к образованию ароматических углеводородов. Это реакции дегидрирования шестичленных и дегидроизомеризации пятичленных нафтеновых углеводородов, дегидроциклизация парафиновых углеводородов. Кроме того, второй по значимости в процессе каталитического риформинга является реакция изомеризации углеводородов.

Наряду с изомеризацией пятичленных и шестичленных нафтенов изомеризации подвергаются парафиновые и ароматические углеводороды. Существенную роль в процессе играют реакции гидрокрекинга парафинов, сопровождающиеся газообразованием. При каталитическом риформинге протекают также реакции раскрытия пятичленного кольца нафтенов с образованием соответствующих парафиновых углеводородов.

Типы установок риформинга бензиновых фракций

В настоящее время трудно найти завод, технология переработки нефти на котором не предусматривала бы каталитического риформирования. Развитие процесса каталитического риформинга было обусловлено длительной тенденцией роста октановых чисел товарных бензинов на фоне постепенного отказа от использования тетраэтилсвинца, как октаноповышающей добавки, а также ростом спроса на ароматические углеводороды. Таким образом, каталитический риформинг прочно занял место базового процесса современной нефтепереработки.

Эволюция процесса состояла в увеличении глубины превращения сырья, селективности ароматизации углеводородов и стабильности работы катализаторов. За весь период использования процесса выход ароматических углеводородов и водорода (целевые продукты) увеличился более чем в 1,5 раза, а межрегенерационный цикл работы катализатора – в 4 раза. Эти результаты достигнуты, прежде всего, за счет разработки новых катализаторов, повлекших за собой совершенствование технологии процесса. Сменилось, по меньшей мере, три поколения катализаторов, непременным компонентом которых всегда оставалась платина. Прогресс в технологии процесса выразился в снижении рабочего давления более чем в 10 раз (с 4,0 до 0,35 МПа) и разработке нового типа реакторных устройств непрерывного риформинга (системы CCR).

Технологическое оформление процесса каталитического риформинга определяется по способу проведения регенерации катализатора. Подавляющее большинство установок риформинга описывают тремя разновидностями технологий: полурегенеративный, циклический и процесс с непрерывной регенерацией катализатора. Наибольшее количество установок работает по полурегенеративному варианту. Например, платформинг фирмы ЮОП лицензирован примерно на 600 установках, магнаформинг фирмы Энгельгард осуществляется более чем на 150 установках, процесс ренийформинг фирмы Шеврон используется более чем на 70 установках, наконец, технология Французского института нефти лицензирована более чем на 60 установках мира. В России практически все установки каталитического риформинга (за исключением трех – в Уфе, Нижнем Новгороде и Омске) работают в полурегенеративном варианте.

Технологические параметры работы установок риформинга по полурегенеративному варианту: давление- от 1.3 до 3. 0 МПа, температура- от 480 до 530?С, октановое число (ИОЧ) колеблется от 94 до 100, выход риформата от 80 до 88% мас. Межрегенерационный цикл работы катализатора составляет от года до трех лет.

Второй тип технологии – циклический – применяется в основном на заводах США и характеризуется более жесткими условиями проведения процесса (давление 0.9-2.1 МПа, температура 505-550?С) и, как следствие, небольшими межрегенерационными циклами (от 40 до 5 суток). Октановое число риформата (ИОЧ) – от 95 до 103. Катализатор до полной отработки может выдерживать до 600 регенераций. К циклическому варианту относится процесс пауэрформинг фирмы Эксон (около 100 установок) и ультраформинг фирмы Амоко Ойл Ко (~150 установок).

Наконец, третий тип технологии каталитического риформинга представляет собой процесс с непрерывной регенерацией катализатора. Данная технология наиболее прогрессивна, так как позволяет работать в лучших термодинамических условиях (давление – 0.35-0.9 МПа, температура –до 550?С) без остановки на регенерацию (межремонтный пробег установок риформинга достигает 3-х лет и более) и достигнуть максимального  октанового числа риформата (ИОЧ=102-104).

Первая установка запущена по лицензии фирмы ЮОП в 1971 году, в 1983году эксплуатировалось 35 установок, а в настоящее время работает 163 установки (в том числе 40 с давлением 0,35 МПа) по лицензии ЮОП и 56 установок по лицензии Французского института нефти.

Классификация промышленных установок риформинга

В России подавляющее большинство установок каталитического риформинга относится к классу полурегенеративного типа. Установки каталитического риформинга состоят из двух блоков. На первой стадии исходное сырье подвергается предварительной гидроочистке бензиновых фракций с целью практически полного удаления присутствующих в нем примесей органических соединений серы, азота, кислорода, хлора и др., являющихся ядами для катализаторов, используемых в процессе каталитического риформинга. На второй стадии гидроочищенное сырье подвергается непосредственно каталитическому риформингу.

Упрощенная принципиальная схема блока каталитического риформинга представлена на рис. 1.

Сырье – стабильный гидрогенизат с блока, где происходит гидроочистка бензиновых фракций поступает на прием сырьевого насоса Н-1, который подает его в тройник смешения на смешение с циркулирующим водородсодержащим газом (ВСГ), поступающим с выкида циркуляционного компрессора ЦК-1. Смесь сырья и ВСГ в теплообменнике Т-1 подогревается газопродуктовым потоком, выходящим из реактора Р-3, подогревается в первой секции печи П-1 и поступает в реактор Р-1, затем подогревается во второй секции П-1, проходит реактор Р-2, затем проходит третью секцию печи П-1 и проходит в реактор Р-3. Газопродуктовая смесь после реактора Р-3 отдает часть своего тепла газосырьевому потоку в теплообменнике Т-1, охлаждается в воздушном холодильнике ВХ-1, в водяном холодильнике Х-1 и поступает в газосепаратор С-1. Здесь происходит отделение водородсодержащего газа от жидкого продукта – нестабильного катализата. Водородсодержащий газ из сепаратора С-1 направляется на удаление избыточной влаги в адсорбер А-1 (или минует его по байпасу) и поступает на прием циркуляционного компрессора ЦК-1, который вновь подает его на смешение с сырьем.

Избыток ВСГ направляется на блок гидроочистки бензиновых фракций или в водородное кольцо завода. Нестабильный катализат из сепаратора С-1 подогревается в теплообменнике Т-2 потоком стабильного катализата и поступает в среднюю часть колонны К-1 на стабилизацию – отделение растворенных в нем газообразных углеводородов. Верхом колонны К-1 выводятся легкие углеводороды до бутанов включительно. Пары охлаждаются и конденсируются в воздушном холодильнике ВХ-2 и водяном холодильнике Х-2 и поступает в емкость орошения Е-1. Жидкий продукт из Е-1 поступает на прием насоса Н-2, который подает его в качестве холодного орошения на верхнюю тарелку колонны К-1. Балансовый избыток выводится на ГФУ или в парк в виде жидкого газа. Несконденсировавшиеся газы из емкости Е-1 сбрасываются в топливную сеть.

Стабильный катализат риформинга выводится снизу колонны К-1, проходит теплообменник Т-2, охлаждается в воздушном холодильнике ВХ-3, водяном холодильнике Х-3 и направляется в парк в качестве готового продукта. Подвод тепла в низ колонны К-1 осуществляется циркуляцией части стабильного катализата через печь П-2 под нижнюю тарелку колонны. Для компенсации уноса части хлора с поверхности катализатора схемой предусмотрена дозированная подача раствора хлорорганического соединения на вход первого либо в каждый из реакторов. Для поддержания водно-хлорного баланса в зоне катализа предусматривается дозированная подача воды в реакторный блок, включая возможность подачи отдельно в каждый реактор.

Для выполнения операции осернения катализатора в пусковой период схемой предусматривается дозированная подача в реакторный блок раствора сероорганического соединения. Схемой предусмотрена также подача в каждый реактор хлорорганического соединения для выполнения операции реактивации катализатора риформинга.

Таблица 2. Установки риформинга для производства бензина (по типовым проектам)

Установки каталитического риформинга, предназначенные для производства компонента автомобильного бензина, состоят из двух основных блоков – блока, где происходит гидроочистка бензиновых фракций и блока риформинга. Исключением является установка Л-35-5/300, которая, являясь первенцем промышленных установок риформинга, первоначально была спроектирована в виде самостоятельного блока каталитического риформинга. Эта установка работает в комплексе с отдельно стоящей типовой установкой гидроочистки Л-24-300.

Таблица 3. Установки каталитического риформинга для производства ароматических углеводородов (по типовым проектам)

Значительно более сложный технологический комплекс представляет собой установка каталитического риформинга, предназначенная для производства ароматических углеводородов. В этот комплекс кроме блока гидроочистки и блока риформинга входит также блок экстракции ароматических углеводородов из катализата риформинга и блок четкой ректификации для разделения ароматического экстракта с получением ароматических углеводородов товарного качества. В табл. 2. представлена краткая характеристика основных типов установок риформинга, предназначенных для производства компонента автомобильного бензина. В табл. 3. представлена краткая характеристика типовых установок риформинга, предназначенных для производства ароматических углеводородов. Представленные данные характеризуют установки по материалам типовых проектов.

Таблица 4. Объем системы установок риформинга

В табл. 4 даны объемы систем блоков гидроочистки и риформинга. Эти данные необходимы для расчетов расхода водородсодержащего газа и технического азота на период пуска установок и регенерации катализатора. Принципиальные технологические схемы блока, где происходит гидроочистка бензиновых фракций и риформинга практически идентичны. Но имеются некоторые отличия, которые заключаются в основном в аппаратурном оформлении отдельных узлов установок, прежде всего, узлов стабилизации нестабильного катализата риформинга. Для установок, предназначенных для производства высокооктанового компонента автобензина характерно увеличение производственной мощности по перерабатываемому сырью с 300 тыс. т/год до 600 тыс. т/год и до 1000 тыс. т/год, что диктовалось необходимостью увеличения производства высокооктановых автомобильных бензинов. Все установки, предназначенные для производства ароматических углеводородов, имели одинаковую производительность – 300 тыс. т/год по сырью. Установки, рассчитанные на переработку высоконафтенистого сырья, имели реакторные узлы, состоящие из четырех реакторов – четырех ступеней реакции. Это установки типа Л-35-12/300, Л-35-12/300А и Л-35-13/300А. Остальные установки этого рода имели реакторные узлы из трех ступеней реакции.

Катализаторы риформинга

В процессе каталитического риформинга используются катализаторы, основой которых является платина, равномерно распределенная на носителе – оксиде алюминия, промотированном хлором (в редких случаях фтором). Природа активной поверхности катализаторов риформинга базируется на модели бифункционального их действия, предложенной в 1953г. Маилсом. Диспергированная на поверхности носителя платина является катализатором реакций гидрирования-дегидрирования, а носитель – галоидированный оксид алюминия – катализатором реакций кислотно-основного типа – изомеризации, циклизации, крекинга.

Новейшими исследованиями, выполненными в последнее время, было обнаружено, что часть высокодисперсной нанесенной на носитель платины по своим физическим, адсорбционным и химическим характеристикам не соответствует характеристикам металлической платины. Эта платина получила название электронодефицитной и обозначается символом Ptσ в отличие от металлической платины, которая обозначается символом Pt?. Характерной особенностью электронодефицитной платины является ее способность образовывать прочную хемосорбционную связь с молекулами воды. По этому признаку все поверхностные атомы платины на катализаторе различаются на два состояния: Pt? и Ptσ. Эта же характерная особенность электронодефицитной платины позволяет оценивать ее количество на поверхности катализатора.

Главной характерной особенностью электронодефицитной платины Ptσ является ее высокая активность в реакции дегидроциклизации парафиновых углеводородов – основополагающей реакции процесса каталитического риформинга бензиновых фракций. Скорость реакции дегидроциклизации парафиновых углеводородов с участием платины Ptσ в десять-пятнадцать раз выше скорости с участием металлической платины Pt?. Электронодефицитная платина Ptσ входит в состав поверхностных комплексов PtClxOyLz, являющихся продуктами сильного взаимодействия предшественника платины с поверхностными группами и дефектами γ- или η-оксидов алюминия,являющегося основным носителем катализаторов риформинга. Характерными признаками состояния Ptσ являются предельная дисперсность, ионные состояния платины, наличие лигандов L, связанных с носителем, отсутствие связи Pt-Pt,высокая устойчивость к спеканию. Установлена линейная зависимость между константой скорости дегидроциклизации парафинового углеводорода и содержанием платины Ptσ в катализаторе, что дает основание отнести Ptσ к активным центрам ароматизации парафинов, обладающих комплексом свойств, обуславливающих высокую активность и селективность действия в сложной реакции дегидроциклизации парафиновых углеводородов.

Разработанные технологии приготовления современных катализаторов риформинга направлены на получение катализаторов с максимальным содержанием электронодефицитной платины Ptσ. Наиболее активные и стабильные современные промышленные катализаторы содержат в своем составе до 55 % Ptσ от общего содержания платины в катализаторе.

Большинство промышленных катализаторов риформинга приготовлено с использованием в качестве носителя γ-Al2O3, обладающей большей термической стабильностью.

Для усиления и регулирования кислотной функции оксид алюминия промотируют галоидом – фтором или хлором. Фторсодержащие катализаторы используются весьма ограниченно, в случаях, когда процесс риформинга осуществляют без предварительной гидроочистки сырья или при высокой влажности. Абсолютное большинство катализаторов риформинга приготовлены на основе хлорированного оксида алюминия. Преимуществом катализаторов, приготовленных на хлорированном оксиде алюминия, является возможность регулирования содержания хлора на поверхности катализаторов, а, следовательно, и уровень их кислотности, непосредственно в условиях эксплуатации. Это объясняется тем, что хлор является подвижным промотором, он слабо связан с поверхностью носителя и легко замещается гидроксилами воды.

Количество хлора на поверхности оксида алюминия определяется равновесием реакции:

Это обстоятельство привело к необходимости во время эксплуатации поддерживать над поверхностью катализатора вполне определенную концентрацию паров воды, при которой в катализаторе содержится оптимальное количество хлора, и которое, как правило, находится в пределах 0,9-1,2 масс. %. Содержание хлора на поверхности катализатора является функцией мольного отношения вода: хлор в зоне реакции, удельной поверхности Al2О3 и прочности удерживания хлора на катализаторе.

Высока роль хлора в создании активной поверхности катализатора, в создании поверхностных комплексов, обеспечивающих стабильную работу катализаторов в жестких условиях процесса. Поверхностные комплексы имеют примерный состав PtσnClxOyLz, где σ=2; n≥1; x+y+z≤4; в качестве лигандов L могут быть ионы S, углеводородные радикалы (влияние реакционной среды).
Наконец, без хлора невозможно восстановление высокой дисперсности платины на носителе в период реактивации платиновых катализаторов.

В настоящее время в промышленной практике используются модифицированные би- и полиметаллические катализаторы риформинга, приготовленные на хлорированном оксиде алюминия, в которых наряду с платиной содержатся другие элементы периодической системы. Модификаторами для катализаторов риформинга являются рений, олово, титан, германий, иридий, свинец, цирконий, марганец.

Основным преимуществом модифицированных полиметаллических катализаторов риформинга является их высокая стабильность, выражающаяся в том, что снижение активности в условиях процесса происходит значительно медленнее, чем у монометаллических платиновых катализаторов.

Поскольку основной причиной дезактивации катализаторов риформинга в цикле реакции является их закоксовывание, повышение стабильности при введении модифицирующих металлов связано с воздействием на процесс коксоотложения. Характер этого воздействия, его механизм зависит от природы применяемого модификатора.
В промышленной практике процесса риформинга наибольшее распространение получили алюмоплатиновые катализаторы, модифицированные рением – платинорениевые катализаторы, в отдельных случаях с добавками третьего компонента.

 

 

Информация данного раздела приведена исключительно в справочных целях. Информацию о продукции и услугах ООО “НПП Нефтехим” Вы найдете в разделах Главное меню/Разработки и Услуги.

Ученые Института катализа СО РАН разрабатывают технологию для получения водорода из дизельного топлива

Как рассказал младший научный сотрудник Института катализа СО РАН Владислав Шилов, на рынке до сих пор отсутствует коммерчески доступный продукт — катализатор конверсии дизельного топлива и, соответственно, топливный процессор, который бы позволял получать водородсодержащий газ для питания топливных элементов.

В рамках проекта Российского научного фонда «Разработка структурированного катализатора и фундаментальных основ проведения окислительной конверсии дизельного топлива в синтез-газ для использования в энергоустановках на основе топливных элементов» ученые разработали композитный родий-содержащий катализатор.


Активный компонент катализатора устойчив к спеканию при высоких (около 900°С) температурах. В качестве структурированной подложки используется фехралевая сетка (сплав FeCrAl), на которую наносят оксид алюминия. Игольчатая структура кристаллов оксида алюминия, химически связанных с металлической подложкой, увеличивает адгезионные свойства поверхности и обеспечивает механическую прочность вторичного каталитического слоя. Затем на поверхность наносят смешанный оксид церия и циркония, который участвует в активации молекул воды и кислорода и повышает устойчивость к зауглероживанию. Конечный этап синтеза — нанесение наночастиц родия размером 1-2 нанометра, которые отвечают за активацию молекул углеводородов.

«Катализатор, который мы получили, устойчив к спеканию и зауглероживанию. Мы уже протестировали его в условиях конверсии коммерческого дизельного топлива. Он показал очень высокую активность и не терял ее после 200 часов работы», — пояснил Владислав Шилов.

По словам молодого ученого, трудности в создании катализатора вызваны многокомпонентностью дизельного топлива — оно состоит из нескольких сотен индивидуальных веществ, которые относятся к разным классам органических соединений и имеют различную реакционную способность. Сложностью также является и выбор оптимальных реакционных условий, в которых отсутствует зауглероживание катализатора вследствие протекания нежелательных побочных процессов. Это приводит к необходимости проведения конверсии в достаточно узком интервале температур и реакционных условий.

«В топливном процессоре, который мы сейчас разрабатываем, осуществляется каталитическая реакция паровоздушной конверсии дизельного топлива в синтез-газ, который служит топливом для питания твердооксидных топливных элементов. Достоинством технологии получения электроэнергии из дизельного топлива в электрохимических генераторах на основе топливных элементов является высокий КПД — от 35% до 65%, что в несколько раз превышает КПД дизельных или бензиновых генераторов малой мощности. Также к преимуществам относятся экологическая безопасность, бесшумность работы, отсутствие движущихся частей, из-за чего установки не требуют обслуживания в течение долгого времени», — рассказал Владислав Шилов.

Топливный процессор требует разработки не только катализатора, но и решения различных инженерных задач. Эти задачи связаны с оптимизацией подачи реагентов, их смешения и конструкции реактора в целом.

Катализатор для получения водорода из солярки разработали сибирские ученые / Интерфакс

“Эта технология позволит эффективно преобразовывать химическую энергию моторного топлива в электроэнергию с использованием электрохимических генераторов”, – говорится в сообщении.

Отмечается, что в настоящее время на мировом рынке отсутствует коммерчески доступный продукт – катализатор конверсии дизельного топлива и, соответственно, топливный процессор, который бы позволял получать водородсодержащий газ для питания топливных элементов.

В рамках проекта РНФ ученые разработали композитный родийсодержащий катализатор, активный компонент которого устойчив к спеканию при высоких (около 900°С) температурах. В качестве структурированной подложки используется сетка из сплава железа, хрома и алюминия, на которую наносят оксид алюминия.

Игольчатая структура кристаллов оксида алюминия, химически связанных с металлической подложкой, увеличивает адгезионные свойства поверхности и обеспечивает механическую прочность вторичного каталитического слоя.

Затем на поверхность наносят смешанный оксид церия и циркония, который участвует в активации молекул воды и кислорода и повышает устойчивость к накоплению углерода.

Наночастицы родия размером 1-2 нанометра на поверхности катализатора отвечают за активацию молекул углеводородов.

Катализатор уже протестировали в условиях конверсии коммерческого дизельного топлива, он показал очень высокую активность и не терял ее после 200 часов работы.

В топливном процессоре, который сейчас разрабатывают учение Института катализа, используется каталитическая реакция паровоздушной конверсии дизельного топлива в синтез-газ, который служит для питания твердооксидных топливных элементов.

Достоинством технологии получения электроэнергии из дизельного топлива в электрохимических генераторах на основе топливных элементов является высокий КПД – от 35% до 65%, что в несколько раз превышает КПД дизельных или бензиновых генераторов малой мощности.

Также к преимуществам относится экологическая безопасность, бесшумность работы, отсутствие движущихся частей, из-за чего установки не требуют обслуживания в течение долгого времени.

Однако, говорится в сообщении, топливный процессор требует разработки не только катализатора, но и решения различных инженерных задач, которые связаны с оптимизацией подачи реагентов, их смешения и конструкции реактора в целом.

 

Читайте “Интерфакс-Образование” в “Facebook”, “ВКонтакте”, “Яндекс.Дзен” и “Twitter”

Первые водородные автозаправки хотят открыть в крупных городах | Водородная энергетика

Такой алгоритм внедрения в нашу повседневную жизнь нового топлива предложили в Институте катализа Сибирского отделения РАН. Об этом стало известно на онлайн “круглом столе” в “Российской газете”. Он был посвящен развитию в России водородной энергетики.

– У нас уже есть некая относительно развитая система по подаче природного газа, – отмечает старший научный сотрудник института Павел Снытников. – И тогда этот природный газ можно ставить в так называемые водородные заправки, перерабатывать его в синтез-газ или водородсодержащий газ, и делать водородные заправки по снабжению чистым водородом потребителей.

По мнению ученого, подобные технологии можно реализовать в ближайшие три года, если не раньше.

Ученые вообще видят перспективу в развитии автотранспорта, работающего с использованием водорода. Этот газ новосибирские ученые предлагают использовать во вспомогательных энергоустановках, получая в так называемых бортовых топливных процессорах.

– Это вариант, когда автомобиль оснащен достаточно емкими электроаккумуляторами, электродвигателями, – поясняет старший научный сотрудник ИК СО РАН Павел Снытников. – Большую часть времени при передвижении в пределах города он ездит на аккумуляторе и заряжается от сети. Но когда необходимы длительные поездки на несколько сотен километров, включается дополнительная энергоустановка, которая работает на привычном и понятном всем, например, дизеле или бензине.

Однако такое устройство может работать не только на углеводородах, но и на спиртах, эфирах. Благодаря протонобменному мембранному топливному элементу переработка топлива с выделением водорода будет отличаться экологичностью. Поскольку получение электроэнергии станет результатом химической реакции водорода и кислорода, а не прямого сжигания газа.

Томский политехнический университет занимается водородным направлением с 2005 года, подчеркнул проректор по технологическому развитию и предпринимательству Артем Боев. Например, проводят исследования по получению водорода с использованием солнечного света или из природного газа без выделения в атмосферу диоксида углерода. Предлагаются способы получения водорода даже из биомассы и отходов.

“Биомасса, как правило, содержит целлюлозу, гемицеллюлозу, жиры, белки, углеводы и прочие компоненты, – рассказали в университете. – Она может быть преобразована в газообразные энергетические носители, водород и метан, при помощи микробиологического конвертирования биомассы в анаэробных условиях. По сравнению с электро- или термохимическими процессами биологическая продукция водорода имеет ряд преимуществ, связанных с большей экологичностью и дешевизной”.

Решая задачи, связанные с транспортировкой и хранением водорода, ученые в первую очередь стремятся уменьшить его потери, а также защитить конструкционные материалы от воздействия самого газа.

Полностью репортаж с онлайн “круглого стола” о водородной энергетике читайте в ближайшем номере “Российской газеты”.

Измерение влажности водородсодержащего газа риформинга

Задача

Для регенерации катализатора используется водородсодержащий газ, в состав которого входят пары соляной кислоты.

Как известно, соляная кислота оказывает разрушающее воздействие на многие материалы, однако, это свойство проявляется только при Величина, указывающая, как много воды содержится в газе или в жидкости. Для количественного выражения влажности используются различные единицы (%, градусы температуры точки росы, г/м3 и им подобные).влажности газа, превышающей определенный уровень. Если влажность газа риформинга лежит в пределах 100—200 ppmV, пары соляной кислоты неагрессивны и не оказывают разрушающего воздействия на катализатор. Для нормальной работы установки необходимо поддерживать влажность газа на этом уровне.

Решение

Трудности измерения

Анализируемый газ относится к опасным и является агрессивным газом.

Подача инертного газа

Подача пробы

Анализатор влажности

Редуктор давления

Фильтр с отводом конденсата

Электромагнитный клапан

Электромагнитный клапан

Слив пробы

Слив конденсата

Компоненты системы

Анализатор влажности «Промет»

Манометр — 2 шт.

Редуктор давления

Ротаметр

Фильтр с отводом конденсата

Электромагнитный клапан — 2 шт.

Особенности

При запуске системы после технического обслуживания влажность газа в ней значительно превышает 200 ppmV (по сути, в системе находится атмосферный воздух). Поэтому перед подачей газа риформинга система продувается сухим инертным газом (Воздух контрольно-измерительных приборов — атмосферный воздух при давлении 6…8 бар, осушенный до температуры точки росы не выше –40 °С. Применяется для управления запорными и регулирующими клапанами и прочей автоматикой. Как правило, в воздух КИП добавляется масло.воздухом КИП, нулевым азотом и их аналогами). Для этого предусмотрено два электромагнитных клапана: перед запуском системы открывается клапан подачи инертного газа, через некоторое время он закрывается, и в систему подается газ риформинга. Аналогично, перед остановкой системы ее продувают инертным газом для удаления паров соляной кислоты.

В зависимости от климатических условий система может быть собрана на панели или в обогреваемом шкафу.

Безопасность

Используется анализатор в искробезопасном исполнении и сертифицированные кабельные вводы и коробки сопряжения.

Если система смонтирована в шкафу, она дополнительно снабжается перепускным клапаном. В случае возникновения течи в системе он не допускает повышения давления внутри шкафа.

Опасные свойства водорода и водородосодержащих топливных газов

Водород набирает обороты в текущей глобальной структуре энергетического перехода. На самом деле к нему растет большой и широко распространенный энтузиазм, о чем свидетельствуют текущие мировые экономические и политические стратегии, которые одобряют углеродную нейтральность к 2030 году и быстрый переход на чистую энергию.

Зеленый водород может создать благотворный цикл для будущих электрических сетей, основанных на возобновляемых источниках энергии, поскольку он может обеспечить столь необходимую гибкость энергосистемам, выступая в качестве буфера для недиспетчерской возобновляемой генерации.Действительно, избыточная энергия, вырабатываемая традиционными и возобновляемыми электростанциями, может храниться в виде водорода, а затем использоваться для производства электроэнергии (топливные элементы или энергетические системы), тепла (сжигание) или того и другого (когенерация), резко снижая выбросы парниковых газов. производство. В этом сценарии важно понимать, какие выгоды могут быть получены от использования водорода. По этой причине настоящая работа направлена ​​не только на обзор последних изменений в водородной экономике (с точки зрения основных преимуществ и недостатков), но также сосредоточена на определении влияния, которое этот водород может иметь в различных секторах (транспорт, промышленность и энергетика). ).Были проведены различные оценки, показывающие, как водород может эффективно способствовать достижению цели углеродной нейтральности. Эта работа указывает на то, что водород может быть действительно устойчивым, если он производится с помощью электролиза с использованием возобновляемых источников энергии. Кроме того, с точки зрения мобильности использование топливных элементов в настоящее время оказывается менее эффективным, чем внедрение литий-ионных аккумуляторов, но в то же время гораздо менее загрязняющим окружающую среду (CO2, экв.) и трудоемким. Наконец, было исследовано краткосрочное решение для противопоставления углеродного следа производства электроэнергии, а именно смешивание ископаемого топлива с водородом.Таким образом, реальная газотурбинная электростанция с комбинированным циклом была выбрана в качестве тематического исследования, чтобы оценить влияние использования водорода с точки зрения выходной мощности и выбросов по отношению к текущему состоянию электростанции, работающей на 100% природном газе. . В результате, используя смесь с 70 % Ch5 и 30 % h3, можно добиться заметного снижения выбросов CO2 (0,28 млн т CO2/год).

Газообразный водород – обзор

23.1 Водород

Газообразный водород необходим для охлаждения главных электрических генераторов на всех современных электростанциях CEGB, для производства газообразного метана на атомных станциях AGR и, среди прочего, для контроля содержания кислорода в теплоноситель реактора на атомных станциях PWR.Эта потребность в газообразном водороде удовлетворяется за счет установки на месте установки для производства газообразного водорода подходящего размера, размещенной в простом здании, состоящем в основном из крыши на ножках, то есть конструкции типа голландского амбара . В зависимости от площадки местные решения могут потребовать добавления к зданию полностью жалюзийных стен, что обеспечит защиту растений и персонала в открытых местах.

В настоящее время используются два типа газогенераторных установок, электролитическая и крекинг-метанол, которые описываются следующим образом:

Газогенераторы электролитического типа состоят из ряда ячеек, содержащих электроды, подвешенные в растворе электролита едкого кали, и разделенных мембрана (обычно это тканый тип асбестовой сетки). Приложение постоянного тока от источника трансформатора/выпрямителя производит водород на катоде и кислород на аноде. На рис. 2.89 показаны общие черты процесса.

Рис. 2.89. Получение водорода — электролитический процесс

На атомных станциях AGR утилизируются как водород, так и кислород, причем водород в первую очередь используется в сочетании с двуокисью углерода для производства метана для замедления коррозии активной зоны реактора, а во-вторых, для охлаждения главного электрогенератора.Кислород рекомбинируется в контуре охлаждения реактора для восстановления диоксида углерода из монооксида углерода, полученного в результате радиолиза.

На атомных станциях PWR и обычных станциях используется только водород, на первых требуется газ для контроля содержания кислорода и т. д. и охлаждения главного электрического генератора, на вторых только для охлаждения генератора.

Газообразный водород, полученный электролизом, является влажным и загрязненным, поэтому перед хранением при высоком давлении его подвергают фильтрации, раскислению и сушке.

Газогенераторы метанольного типа состоят из модулей, содержащих испарительную, каталитическую и диффузорную секции. Жидкое метанольное сырье подается в модуль генератора и испаряется перед подачей на катализатор, который расщепляет пары метанола на два основных компонента: водород и диоксид углерода. Полученная газовая смесь проходит через секцию диффузора, которая пропускает газообразный водород, но отбрасывает углекислый газ и другие примеси. На рис. 2.90 показаны общие черты процесса.

Рис. 2.90. Генерация водорода — процесс метанола

Газообразный водород, полученный крекингом метанола, чрезвычайно чист и сух, и при нормальном ходе событий не требует дополнительной обработки перед хранением при высоком давлении.

Система метанольного типа требует исходного метанола, который должен храниться рядом с установкой по производству водорода в подходящих резервуарах для хранения.

В обеих описанных системах хранилище газа высокого давления обслуживается компрессорами от газогенераторов и может иметь форму больших емкостей или меньших цилиндров, расположенных рядом с генераторной установкой и рассчитанных на размещение двух зарядов основного электрического генератора.

Из хранилища газ проходит через щит управления, регулирующий давление и расход по двум распределительным трубопроводам в системы охлаждения электрогенераторов. Один трубопровод обеспечивает подачу нормального подпиточного газа, другой позволяет за короткое время подзарядить генератор.

Вся водородная установка расположена в удобном открытом месте на площадке. Принимаются во внимание факторы риска, связанные как с хранилищем метанола, так и с хранилищем водорода, а также с необходимостью соблюдения рекомендаций, приведенных в документах, подготовленных Управлением по охране труда и технике безопасности (HSE) и газодобывающей промышленностью в отношении разделительных расстояний, опасные зоны и общие вопросы безопасности.Предусмотрены дорожные сооружения для подъезда автоцистерн и противопожарной техники.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка браузера на прием файлов cookie

Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее распространенные причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie.Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie.Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только та информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

Водород – что это? | Водородная энергия

Здесь, на Земле, огромное количество атомов водорода содержится в воде, растениях, животных и, конечно же, в людях. Но хотя он присутствует почти во всех молекулах живых существ, его очень мало в виде газа — менее одной части на миллион по объему.

Водород может быть получен из различных ресурсов, таких как природный газ, ядерная энергия, биогаз и возобновляемые источники энергии, такие как солнечная энергия и ветер. Задача состоит в том, чтобы использовать водород в качестве газа в больших масштабах для топлива наших домов и предприятий.
 

Почему водород важен как экологически чистый источник энергии будущего?

Топливо — это химическое вещество, которое можно «сжечь» для получения полезной энергии. Горение обычно означает, что химические связи между элементами в топливе разрываются, и элементы химически соединяются с кислородом (часто из воздуха).

В течение многих лет мы использовали природный газ для отопления наших домов и предприятий, а электростанции — для выработки электроэнергии; в настоящее время 85% домов и 40% электричества в Великобритании зависят от газа.Метан является основным компонентом «природного газа» нефтяных и газовых месторождений.

Мы продолжаем использовать природный газ, потому что это легкодоступный ресурс, он экономически эффективен и является более чистой альтернативой углю — самому грязному ископаемому топливу, которое мы исторически использовали для отопления и производства электроэнергии.

При сжигании природного газа выделяется тепловая энергия. Но побочным продуктом наряду с водой является углекислый газ, который при попадании в атмосферу способствует изменению климата .Когда мы сжигаем водород, единственным побочным продуктом является водяной пар.
 

В чем разница между синим водородом и зеленым водородом?

Синий водород производится из невозобновляемых источников энергии одним из двух основных способов. Паровая конверсия метана является наиболее распространенным методом производства объемного водорода и составляет большую часть мирового производства. В этом методе используется реформинг-установка, в которой пар при высокой температуре и давлении реагирует с метаном и никелевым катализатором с образованием водорода и монооксида углерода.

Альтернативно, автотермический риформинг использует кислород и двуокись углерода или пар для реакции с метаном с образованием водорода. Недостатком этих двух методов является то, что они производят углерод в качестве побочного продукта, поэтому улавливание и хранение углерода (CCS) необходимо для улавливания и хранения этого углерода.

Зеленый водород производится с использованием электричества для питания электролизера, который отделяет водород от молекул воды. Этот процесс производит чистый водород без вредных побочных продуктов.Дополнительным преимуществом является то, что, поскольку в этом методе используется электричество, он также дает возможность направить любой избыток электричества, который трудно хранить (например, избыточную энергию ветра), на электролиз, используя его для создания газообразного водорода, который можно хранить для будущего. энергетические потребности.

 

Используется ли уже водород в качестве топлива?

Да. Уже есть автомобилей , которые работают на водородных топливных элементах. В Японии есть 96 общественных станций заправки водородом, что позволяет вам заправляться так же, как бензином или дизельным топливом, и в те же сроки, что и автомобиль на традиционном топливе.В Германии 80 таких водородных станций, а США занимают третье место с 42 станциями.

Водород также является интересным вариантом легкого топлива для автомобильного, воздушного и морского транспорта. Международная служба доставки DHL уже располагает парком из 100 фургонов h3, способных проехать 500 км без дозаправки.
 

Каковы потенциальные тормоза для ускорения использования водорода в качестве экологически чистой энергии?

Чтобы водород стал жизнеспособной альтернативой метану, его необходимо производить в больших масштабах, экономично, а существующую инфраструктуру необходимо адаптировать.

Хорошей новостью является то, что водород можно транспортировать по газопроводам, сводя к минимуму нарушения и уменьшая объем дорогостоящей инфраструктуры, необходимой для строительства новой сети передачи водорода. Также не будет необходимости в изменении культуры в нашей домашней жизни, поскольку люди привыкли использовать природный газ для приготовления пищи и отопления, и появляются эквиваленты водородной энергии .
 

Что делает National Grid для продвижения водорода в качестве альтернативного экологичного топлива?

Мы взяли на себя обязательство достичь к 2050 году чистого нуля , а это значит, что нам нужно начать готовиться к изменению использования газа в ближайшие годы. Один из способов, который мы предлагаем для этого, — водород.

Нынешняя Национальная газотранспортная система (NTS) транспортирует природный газ по Великобритании, и люди, предприятия и промышленность полагаются на нашу сеть.

NTS представляет собой уникальную и сложную сеть, в которой используются стальные трубы для транспортировки природного газа под высоким давлением. Нам необходимо полностью понять влияние, которое воздействие водорода под высоким давлением может оказать на трубы, прежде чем сеть можно будет переоборудовать. Необходимы обширные испытания и подробные испытания, чтобы установить, какие модификации нам могут понадобиться для безопасной транспортировки водорода.

Под лозунгом HyNTS — Водород в НТС — мы уже запустили несколько проектов, изучающих физические возможности НТС по транспортировке водорода. В этих проектах рассматривалось не только влияние водорода на наши трубопроводы, но и на все связанное с ними оборудование, такое как компрессоры и клапаны, а также на то, как водородная сеть может работать по-другому в будущем.

Система добавления водородосодержащего газа в воздушный заряд двигателя с искровым зажиганием с использованием термоэлектрического генератора

Образец цитирования: Цюман М., Матейчик В., Смешек М., Садовник И. и др., «Система добавления водородосодержащего газа в воздушный заряд двигателя с искровым зажиганием с использованием термоэлектрического генератора», Технический документ SAE 2020-01- 2142, 2020, https://doi.org/10.4271/2020-01-2142.
Скачать ссылку

Автор(ы): Николай П.Цюман, Василий Матейчик, Мирослав Шмешек, Иван Садовник, Роман Артеменко, Евгения Цюман, Игорь Грицук, Андрей Коваль

Филиал: Национальный транспортный университет, Жешувский технологический университет, Херсонская государственная морская академия

Страницы: 14

Событие: Совещание SAE по силовым агрегатам, топливу и смазочным материалам

ISSN: 0148-7191

Электронный ISSN: 2688-3627

Выделение водорода из газовых смесей

Изучение системы палладий-водород насчитывает более ста лет, и многие исследователи изучали взаимосвязь между давлением водорода, концентрацией водорода в палладии и температурой при равновесии. Такие зависимости обычно выражаются в виде изотермических зависимостей давления газа от концентрации газа в металле. Недавний пример такого набора кривых показан на рис. 1 (1, 2, 3, 4). Изотермы, соответствующие температурам ниже примерно 300°С, показывают, что давление газа сначала неуклонно растет с увеличением концентрации газа, пока не будет достигнуто критическое давление, когда давление остается постоянным в диапазоне концентраций. За пределами этого диапазона давление снова продолжает расти с увеличением концентрации газа в металле.Изотермы, соответствующие поглощению и десорбции водорода при определенной температуре, имеют гистерезис. (Эверетт и Нордон) (5).

Рис. 1

Изотермы системы Pd-H по Лерин и Вил (1), Gillespie et at. (2, 3) и Перминов и соавт. (4)

В настоящее время общепризнано, что при поглощении водорода палладием образуются две нестехиометрические фазы (6), α-фаза, существующая при давлениях газа ниже критического, состоящая из твердого раствора водорода в палладии с гранецентрированной кубической структурой с параметром около 3. 89 Å, и β-фаза, существующая при давлениях выше критического, также с гранецентрированной кубической структурой, но с параметром около 4,02 Å. Составы этих фаз зависят от температуры и давления. При критическом давлении две фазы сосуществуют, составы α- и β-фаз соответствуют нижнему и верхнему пределам диапазона составов соответственно. Образование обеих фаз экзотермическое и, соответственно, распад эндотермический.

Много усилий было направлено на изучение диффузии водорода через палладий, и эта работа была подытожена Makrides и Jewett (7).Высокая скорость диффузии использовалась в коммерческих целях в диффузионном процессе очистки водорода. Однако сочетание характеристик высокой растворимости в палладии и высокой скорости диффузии через металл дает возможность использовать другие способы очистки водорода. Палладий можно заряжать водородом из водородосодержащей смеси при таких условиях температуры и давления, которые благоприятствуют высокой растворимости газа в металле, а затем водород можно извлекать, изменяя условия на условия, благоприятствующие низкой растворимости. В конце прошлого века Морли (8) использовал простой метод такого рода для отделения водорода от азота путем поглощения водорода при низкой температуре и последующего вытеснения газа путем нагревания металла. Совсем недавно Boice и Salmon (9) описали метод, основанный на том же принципе. Водород из газовой смеси поглощался палладием при температуре от -78 до -100°С, а затем извлекался при температуре от 200 до 350°С. В этом втором процессе при высоких скоростях абсорбции и десорбции газа при используемых температурах время изменения температуры палладиевой массы было большим и, следовательно, процесс разделения в целом был медленным.Поскольку давление газа является фактором, который может быть более легко изменен, чем температура, может показаться, что более быстрый процесс может быть разработан на основе изменения давления при поддержании температуры на разумном постоянном уровне. Возможность разработки такого процесса является предметом настоящего исследования.

Основные принципы

Процесс абсорбции-десорбции, зависящий от давления, может состоять из трех основных этапов: абсорбция, продувка и десорбция.

Абсорбция: Водородсодержащая газовая смесь под высоким давлением будет подаваться непрерывно через впускной клапан абсорбционной камеры, содержащей пористую массу палладия.Некоторое количество водорода будет поглощаться металлом, и для поддержания богатой водородом атмосферы в камере обедненная водородом смесь будет выпускаться через выпускной клапан. В конце этого этапа палладий будет заряжен водородом; некоторая газовая смесь оказалась бы запертой в свободном пространстве камеры.

Продувка: На этом этапе впускной клапан закрывается, а давление снижается до уровня, при котором некоторое количество водорода десорбируется из металла, вымывая загрязненный газ из камеры и оставляя водородную атмосферу в свободном пространстве.

Десорбция: Большая часть водорода может десорбироваться из металла при пониженном давлении.

При последовательном повторении этих шагов будет производиться прерывистый выход водорода и обедненной водородом смеси. Чтобы такой процесс работал с приемлемой скоростью, необходимо было бы найти уровень температуры, при котором скорость как абсорбции, так и десорбции была бы высокой при соответствующих давлениях. Можно предположить, что скорости поглощения и десорбции водорода будут зависеть от природы палладиевой массы, ее пористости, площади поверхности, веса и геометрии.

ТЭО планировалось провести в четыре этапа:

  • Определение скоростей поглощения и десорбции водорода палладиевыми массами различной пористости.

  • Выделение водорода из смеси 75 % водорода и 25 % азота для проверки принципа быстрого процесса разделения.

  • Отделение водорода от других газовых смесей, содержащих те газы, которые обычно связаны с водородом в потоках промышленных газов.

  • Изучение возможности масштабирования процесса для достижения минимального уровня выхода водорода и чистоты, который считается имеющим практическое значение, т. е. 1,5 м 3 /ч и 99,5 %.

Экспериментальная процедура

В исследовании использовались два типа порошка палладия. Один тип, с размером частиц по Фишеру 2,4 мкм, был приготовлен путем обжига хлорида палладозаммина на воздухе при температуре 450-500°C, а затем измельчения и просеивания до менее чем 300 меш, а другой – с размером частиц по Фишеру 11.6 мкм, получали обжигом соли при 900°C, а затем измельчением и просеиванием до менее чем 16 меш. Образцы для испытаний готовили гидростатическим прессованием этих порошков в цилиндрические прессовки плотностью от 2,5 до 8 кг/дм 3 . Образцы плотно прилегали к используемым абсорбционным камерам, оставляя минимальный объем свободного пространства.

Газы, использованные в исследовании, представляли собой смеси водорода и водорода, содержащие 10% метана, этилена, монооксида углерода или диоксида углерода, 25% азота и до 1% сероводорода.Их подавали непосредственно в оборудование из баллонов без предварительной обработки.

Определение скоростей абсорбции и десорбции

Порошок палладия прессовали в цилиндрические прессовки длиной 63,5 мм, диаметром 12,7 мм и плотностью от 2,5 до 7,4 кг/дм 3 . Образцы помещали в плотно прилегающую абсорбционную камеру из нержавеющей стали, которую нагревали до желаемой температуры в диапазоне от 150 до 240°C (рис. 2). Водород под давлением от 3,1 до 14,6 бар подавался в камеру и выдерживался там от 5 секунд до 30 минут.Затем абсорбированному газу давали десорбироваться в течение до 30 минут в резервуар, изначально либо откачанный, либо содержащий водород при давлении до 2 атмосфер. По изменениям давления, происходящим в резервуаре, рассчитывали количества десорбированного водорода с учетом количества газа, захваченного в свободном пространстве камеры и клапанов.

Рис. 2

Оборудование для абсорбции водорода

Отделение водорода от газовых смесей

На рис. 3 представлена ​​схема автоматического оборудования, используемого для выделения водорода из газовых смесей.Абсорбционная камера, входящая в состав оборудования, была той же, которая использовалась ранее для установления скоростей абсорбции и десорбции, и испытуемый образец имел те же размеры, его плотность и вес составляли 6 кг/дм 3 3 и 48 г соответственно.

Рис. 3

Автоматическое оборудование для выделения водорода из газовых смесей

Газовая смесь под давлением от 14 до 35 бар подавалась в камеру, и палладий поглощал водород в течение от 1 до 8 секунд, в то время как обедненная водородом смесь сбрасывается со скоростью, заданной ручным клапаном, расположенным ниже по потоку.Затем впускной клапан закрывали, и давлению газа давали возможность упасть почти до атмосферного давления в течение примерно 0,1 секунды, что позволяло газу из свободного пространства присоединиться к потоку, обедненному водородом. Наконец, основной массе водорода давали возможность десорбироваться из палладия при атмосферном давлении в течение от 1 до 8 секунд. Эта серия стадий повторялась последовательно с получением двух прерывистых газовых потоков водорода и обедненной водородом смеси. Объемы газа регистрировались газовыми счетчиками после абсорбционной камеры.Скорость ввода газа не могла регулироваться напрямую, а определялась суммированием скорости подачи водорода и обедненной водородом смеси. Чистоту десорбированного таким образом водорода определяли газовой хроматографией.

Результаты

На рисунках 4A, B, C, D показано влияние времени, температуры и давления на поглощение и десорбцию водорода палладием. На рисунках 5А и 5В показано влияние объемной плотности прессованного палладия на характеристики поглощения и десорбции.Все объемы газа приведены к стандартным условиям давления и температуры.

Рис. 4

Влияние времени, температуры и давления на поглощение и десорбцию водорода палладием. Насыпная плотность палладия 2,5 кг/дм 2 и размер частиц по Фишеру 2,4 мкм

Рис. 5

Влияние насыпной плотности прессованного палладия на абсорбционные и десорбционные характеристики. Абсорбционное давление 14.6 бар и давление десорбции первоначально 0 бар, размер частиц по Фишеру 2,4 мкм. Массовая плотность палладия:

× 2,5 кг / дм 2

+ 5,1 кг / дм 2

□ 7,4 кг / дм 2

Факторы благоприятны как к скорости поглощения водорода, так и поглощенное количество – это низкая температура и высокое давление. Факторами, благоприятствующими скорости десорбции, являются высокая температура и низкое давление, хотя при 240°C (рис. 4D) скорость десорбции не изменялась между 0 и 2 бар.

Увеличение объемной плотности палладия в пределах от 2,5 до 7,4 кг/дм 3 оказало лишь небольшое влияние на снижение скорости поглощения или количества поглощенного водорода (рис. 5А и 5В), и хотя объемная плотность уменьшала скорость десорбции при более низких температурах, эффект был невелик при 210°С (рис. 5Б). Скорости абсорбции и десорбции при температурах от 170 до 240°С существенно не различались для двух марок палладия со средним диаметром частиц 2.4 и 11,6 мкм, хотя можно было бы ожидать, что если бы исследовался палладий со значительно большим размером частиц, скорости абсорбции и десорбции были бы меньше, поскольку площадь поверхности, подвергающаяся воздействию газа, была бы меньше.

Термопары, расположенные в стенке абсорбционной камеры рядом с палладиевой массой, показали повышение температуры до 10°C во время абсорбции и соответствующее снижение температуры во время десорбции. Эти изменения были связаны с экзотермическим и эндотермическим характером абсорбции и десорбции соответственно.Измерения температурных колебаний в самом палладии не проводились.

Скорости поглощения и десорбции водорода, которые изначально были очень высокими, заметно снижались по мере приближения к насыщению или истощению (рис. 4 и 5). Максимальная пропускная способность водорода будет включать временной цикл, ограниченный более крутыми участками этих кривых. Например, рассмотрим рис. 6, основанный на данных абсорбции-десорбции при 190°C (рис. 4C), который показывает, как при выбранных условиях содержание водорода в металле может быстро изменяться от 10 до 45 мл/г для каждого цикла. из 28 секунд.Таким образом, если бы на этапе продувки не было потерь водорода, расчетный часовой выход водорода мог бы поддерживаться на уровне 4,8 л/г. Таким же образом могут быть проанализированы и другие данные.

Рис. 6

Быстрые изменения содержания водорода в палладии, вызванные изменениями давления газа, каждый цикл длится 28 секунд разделительное оборудование. Также существует риск того, что воздух может просочиться в систему во время этапа десорбции и образовать взрывоопасную смесь с водородом.Поэтому было решено выбрать условия, при которых газ будет десорбироваться при давлении несколько выше атмосферного. Установив минимальное давление десорбции, затем установили ограничение на температуру, так как при 170°С и ниже десорбция была медленной. Температура около 240 °C казалась подходящим верхним пределом температуры, так как более высокие температуры означали бы более высокие давления абсорбции и, следовательно, большее количество газовой смеси, захваченной в свободном пространстве. Поэтому при более высоких температурах может быть труднее очистить систему от загрязненного газа.

Выделение водорода из газовых смесей

При выделении водорода из 75-процентного водорода и 25-процентного азота средняя выходная мощность увеличивалась с увеличением подачи водорода, более высоким давлением абсорбции и более коротким временем цикла. Факторы, благоприятствующие увеличению средней производительности, также были связаны с более низким извлечением водорода из газового сырья; например, при часовой производительности 6 л/г степень извлечения составляла 80 процентов, но когда производительность была увеличена до 8 л/г палладия за счет увеличения уноса, степень извлечения упала до 50 процентов.Чистота полученного водорода во всех испытаниях составляла около 98 процентов.

В ходе непрерывного 50-часового испытания водород был извлечен из смеси 75 % водорода и 25 % азота со средней часовой скоростью 6,2 л/г при чистоте 98,3 % и степени извлечения 74 %. Используемые рабочие условия были следующими: время абсорбции 3 секунды, время десорбции 1,9 секунды, время продувки 0,1 секунды, давление абсорбции 31 бар, давление десорбции немного выше атмосферного и температура 220°С.Газ не выпускался из системы во время абсорбции, так как свободного пространства в камере и клапанах было достаточно для поступления достаточного количества газа во время каждого цикла.

Как видно из таблицы, заметного постепенного снижения выхода водорода из-за присутствия других газов не произошло в периоды испытаний от 8 до 12 часов, когда водород, содержащий 10% метана, этилена, диоксида углерода или монооксида углерода, прошел через оборудование. Меньший выход из смеси этилена, вероятно, связан с реакцией водорода и этилена с образованием этана.Воздействие на палладий водорода, содержащего 50 ч./млн. сероводород не вызывал заметного ухудшения способности металла поглощать и десорбировать водород в течение 13 часов, выход водорода составлял 6 л/ч. Однако при повышении концентрации сероводорода до 100 p.m. выход водорода резко упал в течение 30 минут до 0,5 л/ч. Однако было обнаружено, что палладий, загрязненный сероводородом, может быть регенерирован обработкой бессернистым водородом.Например, палладий, подвергшийся воздействию водорода, содержащего 1% сероводорода, и загрязненный таким образом, что средний выход упал до 0,5 л/ч, впоследствии обрабатывали, пропуская через металл поток чистого водорода при 210°С. Затем металл поглощал и десорбировал водород, давая средний выход 6 л/ч.

Выделение водорода из газовых смесей

Температура 210°C; Давление всасывания 21 бар; Давление десорбции 1 бар; Время очистки 1.0 с; Вес палладия 48 G

6 96 2 -10% CO 2 9034 9 3338 H 2 -10% C 2 H 4
Смесь поглощения
Время поглощения, секунды Время десорбции, секунды Циклы в час Продолжительность тестов Продолжительность теста.
H 2 -10% CO 5 4 360341 12 5.9 76
5 360 11 6,8 77
Н 2 -10% СН 4 5 4.9 360 11 6.1 72
H 2 -10% C 2 H 4 9 4 5 4 360341 3 11 50 57 57 2 2.9 720 8 6,3 54

Расширение процесса разделения

Была исследована возможность увеличения выхода водорода в той же пропорции в пять раз. Для этого новые абсорбционные камеры были изготовлены из медных цилиндров, в которых были просверлены четырнадцать узких отверстий, параллельных длинным осям цилиндров. Надеялись, что 250 г палладия, упакованного в эти отверстия, сохранят температуру палладия более стабильной, чем если бы металл был сконцентрирован в одной большой прессовке.Чтобы справиться с увеличенным объемом газа в свободном пространстве, обедненную водородом смесь продували с обоих концов абсорбционной камеры.

При отверстиях в медном цилиндре диаметром 4,65 мм удалось получить водород чистотой 99,5% и производительностью 1,5 м 3 /ч при степени извлечения 80% из водорода-25% азотная смесь. Оптимальные рабочие условия были следующими: время абсорбции 6 секунд, продувка 0,5 секунды, время десорбции 13 секунд.5 секунд, давление газа на входе 35 бар, давление десорбции немного выше атмосферного, температура 200°С.

При использовании медных абсорбционных камер наблюдаемые колебания температуры были ограничены примерно 10°C от среднего значения. Однако медь не будет подходящим конструкционным материалом, если подаваемый газ содержит крекинг-аммиак, содержащий следы остаточного аммиака, поскольку может возникнуть коррозия под напряжением. Другие материалы с более низкой температуропроводностью, такие как мягкая сталь или даже нержавеющая сталь, которые используются в мелкосерийном оборудовании, вероятно, могут быть заменены лишь с небольшой потерей теплового КПД.

Обсуждение

Было продемонстрировано, что водород можно извлекать из смесей, содержащих азот, метан, этилен, монооксид углерода и диоксид углерода, с помощью процесса циклирования под давлением (10). Потоки промышленных газов, содержащие один или несколько из этих газов, могут быть сырьем для коммерческого процесса. В частности, жизнеспособный процесс получения водорода с умеренной производительностью, скажем, до 20 м 90 218 3 90 219 /ч, может быть разработан с использованием крекинг-аммиака. Сопоставимым с процессом этого типа является процесс диффузии водорода, в который также может подаваться крекинг-аммиак. Выход водорода для одинакового веса палладия будет примерно одинаковым для двух процессов. Хотя одностадийный процесс абсорбции не дает водорода высокой чистоты, получаемой с помощью диффузионного процесса, он может производить водород приемлемой коммерческой чистоты. Более высокую чистоту можно получить путем последовательного соединения двух или более абсорбционных систем, хотя такая модификация приведет к снижению экстракции.

Особое преимущество процесса циклирования под давлением заключается в том, что в случае отравления примесями в газах палладиевая губка может самоочищаться, как это показано для серы, или металл можно легко заменить.

Водород также можно производить в умеренных количествах путем электролиза воды, но экономическая конкурентоспособность этого процесса зависит от наличия дешевого источника электроэнергии. Другие способы получения водорода, такие как паровой риформинг, криогенный процесс и побочный продукт производства хлора, по существу применимы только к крупномасштабному производству газа и поэтому несопоставимы с абсорбционным методом.

Выбросы углеводородов при сжигании смесей природного газа и водородсодержащего генераторного газа в двигателе SI по JSTOR

Абстрактный

Эксперименты с двигателем проводились на газовом двигателе SI.Двигатель работал на природном газе и смесях природного газа и водорода, содержащих генераторный газ, чтобы изучить влияние добавления генераторного газа на процесс сгорания и выбросы двигателя. Эксперименты показали, что добавление генераторного газа уменьшало выброс НУВ при обедненных условиях, чем λ=1,40. Выбросы CO были увеличены за счет добавления генераторного газа. В основном это было вызвано несгоревшим топливным CO из генераторного газа. Влияние генераторного газа на выбросы NOx не обнаружено.Формальдегид, который, как предполагается, вызывает проблемы с запахом от электростанций, работающих на природном газе, был измерен с помощью FTIR. Исследование показало, что выброс формальдегида значительно уменьшился за счет добавления генераторного газа к природному газу. Концентрация углеводородов в цилиндре вблизи свечи зажигания и концентрация UHC в выпускном отверстии возле клапана измерялась с помощью быстродействующего FID (FFID). Многочисленные измерения FFID показали, что снижение общих выбросов ВОУ на выходе из двигателя за счет добавления генераторного газа в основном вызвано уменьшением циклических колебаний и лишь в незначительной степени общим более низким уровнем ВОУ.Установлено, что меньший циклический ход эмиссии НУВ для смесевого топлива обусловлен усилением процессов доокисления.

Информация об издателе

SAE International — это глобальная ассоциация, объединяющая более 128 000 инженеров и соответствующих технических экспертов в аэрокосмической, автомобильной и коммерческой отраслях промышленности. Основными компетенциями SAE International являются обучение на протяжении всей жизни и добровольная разработка согласованных стандартов.Благотворительным подразделением SAE International является Фонд SAE, который поддерживает множество программ, в том числе A World In Motion® и серию Collegiate Design Series.