メタノール分解水素製造プラント

典型的な供給物: メタノール
能力範囲: 10~50000Nm3/h
H₂純度: 通常、体積で 99.999% (オプションで容量比 99.9999%)
H₂供給圧力: 通常 15 bar (g)
操作: 自動、PLC 制御
ユーティリティ: 1,000 Nm3/h の H 生成用₂メタノールからの場合は、次のユーティリティが必要です。
メタノール 500kg/h
320 kg/h 脱塩水
110kWの電力
冷却水21T/h

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メタノール分解水素製造技術は、メタノールと水を原料とし、メタノールを触媒を介して混合ガスにし、一定の温度と圧力下で圧力変動吸着（PSA）により水素を精製します。

技術的特徴

1.高集積度：メインデバイスは2000Nm以下³/h はスキッドして全体として指定できます。

2. 加熱方法の多様化：接触酸化加熱；自己加熱排ガス循環加熱;燃料熱伝導石油炉加熱;電気加熱熱伝導オイル加熱。

3. 低メタノール消費量: 最小メタノール消費量 1Nm³水素は 0.5kg 未満であることが保証されています。実際の動作重量は0.495kgです。

4. 熱エネルギーの階層的回収: 熱エネルギー利用を最大化し、熱供給を 2% 削減します。

(1) メタノール分解

メタノールと水を一定の割合で混合し、混合原料を加圧、加熱、蒸発、過熱させて一定の温度、圧力に達すると、触媒の存在下でメタノール分解反応とCO変成反応が同時に進行し、生成物が生成します。 H との混合ガス₂、コロラド州₂少量のCOが残留します。

メタノールの分解は、いくつかの気体および固体の化学反応を伴う複雑な多成分反応です。

主な反応:

CH₃おおCO+2H₂– 90.7kJ/mol

CO+H₂○CO₂+H₂+ 41.2kJ/mol

反応の要約:

CH₃OH+H₂○

CO₂+ 3H₂– 49.5kJ/mol

プロセス全体は吸熱プロセスです。反応に必要な熱は、熱伝導オイルの循環により供給されます。

反応器内で発生した混合ガスは、熱エネルギーを節約するために原料混合液と熱交換を行った後、凝縮し、精製塔で洗浄されます。濃縮・洗浄工程で得られた混合液は精製塔で分離されます。この混合液の組成は主に水とメタノールである。原料タンクに戻されてリサイクルされます。適格な分解ガスは PSA ユニットに送られます。

(2)PSA-H₂

圧力スイング吸着 (PSA) は、特定の吸着剤 (多孔質固体材料) の内面へのガス分子の物理的吸着に基づいています。吸着剤は同じ圧力下では高沸点成分を吸着しやすく、低沸点成分は吸着しにくい性質を持っています。吸着量は高圧下では増加し、低圧下では減少します。原料ガスが一定圧力下で吸着床を通過すると、高沸点不純物が選択的に吸着され、吸着されにくい低沸点水素が抜け出します。水素と不純物成分の分離を実現します。

吸着剤は吸着工程後、減圧することで吸着した不純物を脱離し、再生して再び不純物を吸着・分離します。