ПРОИЗВОДСТВО ВОДОРОДА В СИСТЕМАХ ХИМИЧЕСКОЙ

ПРОИЗВОДСТВО ВОДОРОДА В СИСТЕМАХ ХИМИЧЕСКОЙ РЕГЕНЕРАЦИИ
ТЕПЛОТЫ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ
Д.И. Пащенко
Самарский государственных технический университет, кафедра Промышленной
теплоэнергетики, ул. Молодогвардейская 244, Самара 443100, Россия
Тел./факс: (846) 332-42-26; e-mail: PaschenkoDmitry@mail.ru
Паровой реформинг природного газа является одним из основных способов
производства водорода в промышленных масштабах. В настоящее время имеется большое
количество решений по реализации данного способа производства. Однако направления
по повышению энергетической и экологической эффективности остаются наиболее
актуальными длчч систем производства водорода.
При детальном исследовании утилизации теплоты за счет химической регенерации
теплоты было замечено, что при оптимальных условиях протекания процесса паровой
конверсии основным компонентом конвертированного газа является водород (более 50%).
В данной работе было предложено в качестве реактора паровой конверсии
природного газа использовать мембранный реактор, схематическое изображение которого
приведено на рисунке, где приняты следующие обозначения: ОДГ – отходящие дымовые
газы, УДГ – уходящие дымовые газы, ПГС – парогазовая смесь, КГ – конвертированный
газ, 1 – слой катализатора, 2 – стенка реактора, 3 – мембрана.
Таким образом, на выходе из мембранного реактора имеется два полезных продукта:
конвертированный газ, содержащий горючие компоненты: остаточный водород, угарный
газа и непрореагированный метан. На основании дифференциальных уравнений
материального и энергетического балансов возможно определение максимальной степени
конверсии природного газа и максимального выхода водорода для заданного типа
реактора. К основным преимуществам производства водорода в системах утилизации
теплоты на базе химической регенерации теплоты можно отнести:
- для производства используется бросовое тепло:
- на выходе из реактора имеется два полезных продукта: конвертированный газ и чистый
водород:
- производство водорода непосредственно у потребителя.
HYDROGEN PRODUCTION IN SYSTEMS OF FLUE GASES HEAT
CHEMICAL REGENERATION
D.I. Paschenko
Samara State Technical University, Department of Heat-power, Industrial Heat
Engineering Subdepartment, 244 Molodogvardeiskaya str., Samara 443100, Russia
Tel./fax: +7-(846) 332-42-26; e-mail: PaschenkoDmitry@mail.ru
Hydrogen production ability in systems of high-temperature flue gases’ heat
chemical regeneration based on natural gas steam conversion is shown. the
technology of this process realization with membrane thermochemical reactor is
considered. Proportion and characteristics of converted gas for different process
conditions while relation steam/methane Н2О:СН4=2:1 is presented. Based on
differential equations of material and energy balances possible maximum methane
conversion rate and hydrogen production for given type of thermochemical
membrane reactor are calculated.