蒸汽轉(zhuǎn)化和變換原理原料天然氣和蒸汽在轉(zhuǎn)化爐管中的高溫催化劑上發(fā)生烴-蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)，主要反應(yīng)如下CHa+H,O=CO+3Hz-Q(1)一氧化碳產(chǎn)氫CO+HO=CO+Hz+Q(2)前一反應(yīng)需大量吸熱，高溫有利于反應(yīng)進行:后一反應(yīng)是微放熱反應(yīng)，高溫不利于反應(yīng)進行。因此在轉(zhuǎn)化爐中反應(yīng)是不完全的。在發(fā)生上述反應(yīng)的同時還伴有一系列復(fù)雜的付反應(yīng)。包括烴類的熱裂解，催化裂解，水合，蒸汽裂解，脫氫，加氫，積碳，氧化等。在轉(zhuǎn)化反應(yīng)中，要使轉(zhuǎn)換率高，殘余甲烷少，氫純度高，反應(yīng)溫度要高，但要考慮設(shè)備承受能力和能耗，所以爐溫不宜太高。為緩和積碳，增加收率，要控制較大的水碳比。天然氣制氫設(shè)備采用先進的催化劑和反應(yīng)器技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)高效的氫氣產(chǎn)出和純度控制。山西大型天然氣制氫設(shè)備

天然氣制氫的工藝流程由原料氣處理、蒸汽轉(zhuǎn)化、CO變換和氫氣提純四大單元組成。原料氣處理單元主要是天然氣的脫硫，采用MnO和ZnO脫硫劑脫去H2S和SO2。。水蒸氣為氧化劑，在鎳催化劑的作用下將烴類物質(zhì)轉(zhuǎn)化，得到制取氫氣的轉(zhuǎn)化氣。轉(zhuǎn)化爐的型式、結(jié)構(gòu)各有特點，上、下集氣管的結(jié)構(gòu)和熱補償方式以及轉(zhuǎn)化管的固定方式也不同。雖然對流段換熱器設(shè)置不同，在蒸汽轉(zhuǎn)化單元都采用了高溫轉(zhuǎn)化和相對較低水碳比的工藝操作參數(shù)設(shè)置有利于轉(zhuǎn)化深度的提高，從而節(jié)約原料消耗。CO變換單元。轉(zhuǎn)化爐送來的原料氣，含一定量的CO，變換的作用是使CO在催化劑存在的條件下，與水蒸汽反應(yīng)而生成CO2和H2。按照變換溫度分，變換工藝可分為高溫變換（350～400℃）和中溫變換（低于300～350℃）。近年來，由于注重對資源的節(jié)約，在變換單元的工藝設(shè)置上，開始采用CO高溫變換加低溫變換的兩段變換工藝設(shè)置，以近一步降低原料的消耗。山東小型天然氣制氫設(shè)備天然氣制氫設(shè)備的生產(chǎn)和使用還需要考慮對環(huán)境的影響，采取相應(yīng)的措施減少對環(huán)境的污染。

隨著燃料電池技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，氫作為燃料電池的燃料，在未來能源結(jié)構(gòu)中的地位將日益重要，各發(fā)達***越來越重視對氫能的發(fā)展。近期氫能發(fā)展主要以化石燃料為原料實現(xiàn)廉價氫的生產(chǎn)，而從建立燃料電池汽車加氫站和提供分散氫源方面考慮，則要求有先進的小規(guī)模天然氣現(xiàn)場制氫與氣體純化技術(shù)。目前，約96%的氫是以煤、石油和天然氣等化石資源制取的，其中采用天然氣（主要成分是甲烷）制氫更為經(jīng)濟與合理?，F(xiàn)有的天然氣制氫技術(shù)主要包括天然氣的水蒸氣重整，自熱重整以及部分氧化重整等。

蒸氣轉(zhuǎn)化是在催化劑存在及高溫條件下，使甲烷與水蒸氣反應(yīng)，生成H,、CO等混和氣，該反應(yīng)是強吸熱的，需要外界供熱。蒸氣轉(zhuǎn)化工序的關(guān)鍵設(shè)備是主轉(zhuǎn)化爐。原料在進人主轉(zhuǎn)化爐之前需要在預(yù)轉(zhuǎn)化爐中進行預(yù)轉(zhuǎn)化。預(yù)轉(zhuǎn)化可將天然氣中的重碳氫化合物全部轉(zhuǎn)化為甲烷和CO，從而可降低主轉(zhuǎn)化爐結(jié)焦的可能性。同時可將原料氣中殘余的硫全部除去，使轉(zhuǎn)化爐催化劑不會發(fā)生硫中毒，延長催化劑的使用壽命。CO變化是使來自蒸氣轉(zhuǎn)化單元的混和氣體在裝有催化劑的變換爐中進行水煤氣反應(yīng)，CO進一步與水蒸氣反應(yīng)，大部分CO轉(zhuǎn)化為CO和H，。其工藝一般按照變換溫度可分為高溫變換和中溫變換。變換后的氣體經(jīng)冷卻后，分離工藝冷凝液后，氣體送氫氣提純工藝。氫氣提純的方法包括冷凝-低溫吸附法，低溫吸收-吸附法，變壓吸附法(PSA)，把膜擴散法等。目前氫氣提純普遍使用的方法是變壓吸附法，PSA技術(shù)具有能耗低，產(chǎn)品純度高，工藝流程簡單等。吸附塔內(nèi)的吸附劑吸附除氫氣以外的其它雜質(zhì)而使氫氣得以凈化，凈化后的氫氣純度可達到99.9%-99.99%。天然氣制氫設(shè)備的未來發(fā)展前景廣闊，可以為氫能源的發(fā)展提供更多的選擇和支持。

    通過對轉(zhuǎn)化爐、熱量回收系統(tǒng)等進行改造可以實現(xiàn)成本節(jié)約、降低對天然氣原料的消耗，這種技術(shù)通過對原料的消耗，這種技術(shù)通過對天然氣加氫脫硫和在轉(zhuǎn)化爐中放置適量的特殊催化劑進行裂解重整，生成二氧化碳、氫氣和一氧化碳的轉(zhuǎn)化氣，之后再進行熱量回收，經(jīng)一氧化碳變換降低轉(zhuǎn)化氣中一氧化碳的含量、再通過PSA變壓吸附提純就可以得到純凈的氫氣。天然氣制氫裝置中氫氣提純工藝主要是在適當條件下，將硅膠、活性炭、氧化鋁等組成吸附床，并用吸附床將變換氣中各雜質(zhì)組分在適當?shù)膲毫l件下進行吸附，不易被吸附的氫氣就從吸附塔的出口輸出，從而實現(xiàn)氫氣的提純。這一工藝的主要性能指標和技術(shù)指標如下：1）生產(chǎn)能力一般在500~100000m3/h，氫氣產(chǎn)品的純度可達到，產(chǎn)品的壓力在；2）處理原料的量在20~5000m3/h，氫氣純度一般在，氫氣的提取率在80%左右。 制氫設(shè)備在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的副產(chǎn)物，需要進行分離和處理，以避免對環(huán)境造成污染。寧夏定制天然氣制氫設(shè)備

天然氣制氫設(shè)備的制造工藝成熟，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，使得它適應(yīng)各種生產(chǎn)環(huán)境，滿足不同規(guī)模的生產(chǎn)需求。山西大型天然氣制氫設(shè)備

天然氫是一種自然生成的、可持續(xù)的氫源自上世紀初以來，進行石油礦物開采時常發(fā)現(xiàn)有天然生成的氫氣逸出，地質(zhì)勘探界稱之為“天然氫”(Naturalhydrogen)。經(jīng)過國內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn)，天然氫分布于在自然界大氣圈、地殼、地幔、地下水等系統(tǒng)中。其中，分布在大陸殼、洋殼和火山熱液等地質(zhì)環(huán)境中、且可在地表檢測到較高濃度的氫源，也稱之為“地質(zhì)氫”，即地質(zhì)成因的氫。另外為與氫能中的“灰氫”、“藍氫”和“綠氫”區(qū)分開，也有報告及論文中使用“金氫”或“白氫”來描述天然氫。相對電解制氫，天然氫開采擁有較低的成本下限。尤其對高濃度天然氫礦藏，其開采成本可遠低于其他制氫途徑。海外可再生能源制氫的成本約為20-35元/kg，天然氣制氫成本也在10元/kg以上，而高濃度天然氫的開采成本可低至天然氣制氫的十分之一以下。山西大型天然氣制氫設(shè)備