PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT H2 TỪ KHÍ THIÊN NHIÊN BẰNG PHƯƠNG PHÁP REFORMING HƠI NƯỚC

SẢN XUẤT H2 TỪ KHÍ THIÊN NHIÊN BẰNG
PHƯƠNG PHÁP REFORMING HƠI NƯỚC
GV hướng dẫn: TS. Hồ Quang Như

Tp.HCM, tháng 5 năm 2018

Thành viên nhóm:
Nguyễn Trùng Dương
Lê Hữu Thống
Lê Đức
Phan Hoàng Hải

1510603
1513312
1510783
1510926


Mục lục

1

Giới thiệu

2

Ứng dụng

3 MỘT VÀI PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT HIDRO KHÁC
4 Phương pháp reforming hơi nước

www.thientamcorp.com


Giới thiệu

1

2

3

Nguồn gốc

Thuộc tính

Đặc tính cháy

www.thientamcorp.com


Nguồn gốc
- Hydrogen được phát hiện đầu tiên vào khoảng giữa thế kỷ 16 khi
Robert Boyle đã phát hiện và miêu tả phản ứng giữa sắt và axit
loãng sinh ra khí hydro
- Hydro là nguyên tố phổ biến nhất trong vũ trụ, tạo nên khoảng
75% tổng khối lương vũ trụ và tới trên 90% tổng số nguyên tử

- Trên trái đất, hydrogen tồn tại chủ yếu ở dạng hợp chất với
oxygen là H2O
- Hydrogen đồng thời cũng là nguyên tố chính trong các

hydrocacbon
www.thientamcorp.com


Thuộc tính
- Là chất khí ở điều kiện thường, không màu, không mùi, và không
có độc tính
- Khí hydro nhẹ hơn không khí, tan rất ít trong nước.
- Khí hydro khuếch tán
rất nhanh trong không
khí, tốc độ khuếch tán
nhanh gấp 3.5 lần so
với không khí.

www.thientamcorp.com


Thuộc tính
Màu

Không màu

Trạng thái

Khí

Tỉ trọng

(0 oC, 101.325 kPa) 0.08988 g/L

Tỉ trọng lỏng ở điểm chảy

0.07 (0.0763 solid) g cm-3

Tỉ trọng lỏng ở điểm sôi

0.07099 g cm-3

Điểm chảy

14.01K, -259.14 oC, -434,45 oF

Điểm sôi

20,28 K, -252,87 oC, -423.17 oF

Điểm 3 pha

13,8033 K (-259 oC), 7.042 kPa

Điểm tới hạn

32.97 K, 1.293 MPa

Nhiệt tạo thành

0.117 kJ mol-1

Nhiệt hóa hơi

0.904 kJ mol-1

Nhiệt dung riêng(25 oC)

28.836 mol-1.K-1
www.thientamcorp.com


Đặc tính cháy
- Khí Hydrogen là khí dễ cháy
- Khí Hydro cháy êm dịu trong không khí và tạo nhiệt lượng lớn
(ngọn lửa hydro tinh khiết với oxy tinh khiết khoảng 2500C

www.thientamcorp.com


Đặc tính cháy

Nồng độ thể tích của Hydro cần www.thientamcorp.com
có để cháy trong không khí của một sô chất


Đặc tính cháy

- Khí Hydro bền ở nhiệt độ thường, rất khó phân ly, khí hydro chỉ bị
phân ly ở nhiệt độ khoảng 20000C
- Ở nhiệt độ cao, áp suất cao đặc biệt là có mặt xúc tác khí hydro rất
hoạt động và thể hiện tính khử rất mạnh
Ứng dụng trong công nghiệp chế biến dầu khí: hydrogenolysis
( HDS, HDN, cracking), hydrogenation

www.thientamcorp.com


Hydrogen chủ yếu là một tác nhân
hydro hóa. Nó cũng là một tác
nhân khử đối với các quặng
sunfua như kẽm và sắt sulfide

ỨNG
DỤNG

Trong lĩnh vực hóa dầu, hydro
được sử dụng để hydro hóa
benzen đối với axit xyclohexan và
benzoic đối với axit xyclohexane
carboxylic.Các hợp chất là tiền
thân cho sản xuất nylon

Hydrogen được sử dụng trong một
số ứng dụng công nghiệp

www.thientamcorp.com


Một cách tóm tắt, những lợi ích chính
của nền kinh tế hydrogen là

1. Không gây

ô nhiễm

2. Không thải

3. Không phụ

ra khi gây
hiệu ứng nhà
kính

thuộc về kinh
tế

www.thientamcorp.com

4. Hydrogen

có thể được
sản xuất từ
nhiều nguồn
khác nhau:.


www.thientamcorp.com


MỘT VÀI PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT HIDRO KHÁC

Điện phân nước
Quang điện hóa

Sinh học

www.thientamcorp.com


MỘT VÀI PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT HIDRO KHÁC

1. Điện phân nước :
Khái niệm: Điện phân nước là quá trình phân hủy nước (H2O)
thành oxy (O2) và khí hydro (H2) nhờ dòng điện được truyền qua nước

www.thientamcorp.com


MỘT VÀI PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT HIDRO KHÁC

2. Quang điện hóa:
Khái niệm: nhờ vào năng lượng mặt trời để phân tách H2 trong nước

www.thientamcorp.com


MỘT VÀI PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT HIDRO KHÁC

3.Phương pháp sinh học (Biological method):
2 phương pháp đang
được sử dụng và có tiềm năng
trong tương lai

Nhiệt phân nhanh
và khử oxy hóa
hydro

Sử dụng tảo
đơn bào
www.thientamcorp.com


MỘT VÀI PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT HIDRO KHÁC

 3.1 Nhiệt phân nhanh và khử oxy hóa hydro
Khái niệm: Là quá trình hóa khí các nhiên liệu biomass*
thô thông qua các quá trình hóa học

www.thientamcorp.com


MỘT VÀI PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT HIDRO KHÁC

 3.2 Sử dụng tảo đơn bào ( tảo Chlamydomonas reinhardtii ):

www.thientamcorp.com


MỘT VÀI PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT HIDRO KHÁC

Các nghiên cứu cho thấy loại tảo này chứa enzyme hydrogenase
có khả năng tách nước thành hai phần là hydrogen và oxygen.
Các nhà khoa học đã xác định được cơ chế quá trình, điều này

giúp mang lại một phương pháp gần như vô hạn để sản xuất
hydrogen sạch và tái sinh

www.thientamcorp.com


Bảng so sánh các phương pháp sản xuất Hydro
Reforming

Điện phân nước Quang điện hóa Phương pháp sinh
học

 Chi phí đầu tư
cao
 Chi phí vận
hành và bảo
dưỡng cao
 Nguồn nhiên
liệu: khí thiên
nhiên,
hydrocacbon
nhẹ

 Hiệu suất hệ
thống thấp và
chi phí đầu tư
cao
 Kết hợp các
nguồn năng
lượng khác

 Đang nghiên
cứu và phát
triển

 Vật liệu thức
hiện phản ứng
quang hóa
 Hiệu suất thấp
 Chi phí đầu tư
cao
 Đang nghiên
cứu và phát
triển

 Hiệu suất thấp
 Chủng vi sinh vật
 Đang nghiên cứu

 Công nghệ đã
thương mại và
phát triển từ
lâu
 Hiệu quả kinh
tế cao

 Sử dụng nguồn  Vận hành ở
 Tận dụng nguồn
nhiên liệu tái
điều kiện nhiệt
nhiên liệu

tạo
độ thấp
biomass
 Không gây ô
 Sạch và bền
 Sạch và bền vững
nhiễm sach và
vững
bền vững www.thientamcorp.com


MỘT VÀI PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT HIDRO KHÁC

Nhận xét: từ các phương pháp nêu trên thì reforming
vẫn là phương pháp đem lại năng suất và hiệu quả kinh
tế cao nhất, đã được áp dụng và phát triển từ lâu. Bên
cạnh đó các phương pháp còn lại tuy không đem lại
năng suất cũng như chi phí đầu tư và vận hành cao
nhưng rất có tiềm năng trong tương lai và đáng được
đầu tư nghiên cứu phát triển

www.thientamcorp.com


Phương pháp reforming hơi nước
Nguyên liệu:
Từ khí tự nhiên cho đến naphta nặng cần thiết cho nhà
máy lọc dầu. nhiều nhà máy lọc dầu có hệ nhiều dòng
cấp linh hoạt, không chỉ trong thời gian bảo dưỡng hoặc
thay thế hoặc trộn dòng.

 Dòng nhập liệu tự động được áp dụng thành công bởi
Technip trong một số nhà máy hiện đại với hệ nhiều
dòng nhập liệu linh hoạt

www.thientamcorp.com


Phương pháp reforming hơi nước
Mô tả:

www.thientamcorp.com


Thank You!