Quy trình tổng hợp khí hydrogen và ứng dụng

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT KHÍ HYDRO

Môn học : NHIÊN LIỆU MỚI

TP. Hồ Chí Minh, tháng 04 năm 2019
1


TÊN ĐỀ TÀI

SO SÁNH CÁC QUY TRÌNH SẢN XUẤT HYDRO

GVHD

:

TS. Đỗ Quý Diễm

Lớp

:

CHHO7B & 8A

2


NỘI DUNG CHÍNH

I

GIỚI THIỆU VÀ TỔNG QUAN

CÁC QUY TRÌNH SẢN XUẤT

II

III

VI

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ

KẾT LUẬN

3


GIỚI THIỆU VÀ TỔNG QUAN

4


GIỚI THIỆU VÀ TỔNG QUAN
Bảng: Giá trị nhiệt của các loại nhiên liệu khác nhau

Trong đó:

-

HHV : Higher heating value aka gross calorific value (GCV)
LHV : Lower heating value aka net calorific value (NCV)

5


GIỚI THIỆU VÀ TỔNG QUAN

Reforming hơi nước



Oxi hóa 1 phần

Reforming tự động

Các phương pháp sản xuất hydro đi từ nhiên liệu hóa thạch
6


GIỚI THIỆU VÀ TỔNG QUAN



Các phương pháp sản xuất hydro đi từ nhiên liệu tái tạo
7

Các rào cản quy trình sản xuất nhiên liệu hydro

Tính hiệu quả về năng
lượng

Chi phí đầu tư cho
sản xuất thấp

Quy trình sản xuất
chưa tối ưu


*CÁC QUY TRÌNH SẢN XUẤT HIDRO HIỆN NAY*

I.PHƯƠNG PHÁP REFORMING HƠI NƯỚC (SMR)


Xúc tác

WGS


Loại bỏ các tạp chất hoặc chất ức chế (H2S,
mercaptan…)

Xúc tác Niken gắn trên các chất mang như:
Ni/MgO, Ni/Al2O3,…
Xúc tác Niken được sử dụng rộng rãi vì giá thành rẻ.
Nhược điểm: hoạt tính kém, thời gian sử dụng không cao.

Hidro thu được 99,999 %


2

1

6

5

4

3


NHỮNG CẢI TIẾN PHƯƠNG PHÁP REFORMING HƠI
NƯỚC
Với mục đích sản xuất hydro với chi phí thấp và hiệu quả chuyển đổi cao, cải cách
khí metan (SMR) được thực hiện trong điều kiện vận hành vừa phải

Sản xuất nhiên liệu Hidro với chi phí thấp.


1.TÍCH HỢP QUY TRÌNH



2.CẢI TIẾN XÚC TÁC

Một chất xúc tác Ce / Zr / Zn pha tạp 10% Ni và được ủ trong 2 giờ độ chọn lọc CO 2 cao khoảng 55%. Chất xúc tác
này là một bước quan trọng trong lĩnh vực SRM nhiệt độ thấp mới nổi, một lĩnh vực có thể dẫn đến giảm lượng khí
thải carbon.

XÚC TÁC 20Zn10Ni CHO ĐỘ BỀN VÀ HOẠT TÍNH CAO.


Biến tính xúc tác NiO/α-Al2O3 bằng Mg đã làm tăng phân tán NiO, tạo hỗn hợp
rắn

NiO-Mg,

làm

tăng

tính

khử

của

xúc

tác,

dẫn

đến làm tăng hoạt tính, độ chọn lọc và độ bền của xúc tác.

o
Ở nhiệt độ phản ứng 700 C, độ chuyển hóa CH4 và CO2 trên xúc tác biến tính

Ni–Mg/ α-Al2O3

(Ni–Mg/ α-Al2O3 ) đạt lần lượt là 88,5 % và 72,3 %. Hoạt tính các xúc tác giữ ổn
định trong suốt 30 giờ

Vai trò của Mg trong việc hạn chế hình thành cốc trên bề mặt xúc tác
được



ii.PHƯƠNG PHÁP OXY HÓA KHÔNG HOÀN TOÀN (POX)

Không sử dụng xúc tác thì nhiệt

Quy trình này có thể sử dụng xúc nhiệt độ cho

độ 1150–1315°C.

quy trình này khoảng 950°C.


Ưu điểm phương pháp POX:

Phương pháp POX lợi thế so với cải cách hơi nước bao gồm: sự nhỏ gọn và độ nhạy ít hơn cho sự thay đổi nhiên liệu.

Sử dụng cho hầu như tất cả các loại nguyên liệu từ khí, than đá,…

POX là công nghệ thích hợp nhất để sản xuất H2 từ nguyên liệu nặng hơn như dư lượng
dầu nặng và than.


WGS

O2 được tạo ra từ không khí


CẢI TIẾN XÚC TÁC

Trong các chất xúc tác được báo cáo, Co/ ZrO2 là một chi phí thấp tuyệt vời chất xúc tác với cả độ chuyển hóa cao và độ chọn lọc H 2


III.PHƯƠNG PHÁP kết hợp (Autothermal reforming method)

Phương pháp cải cách nhiệt tự động (ATR) sử dụng quá trình oxy hóa một phần
tỏa nhiệt để cung cấp nhiệt và cải cách hơi nước nhiệt để tăng sản xuất hydro.


NHIỆT PHÂN HYDROCACBON

Quy trình nhiệt phân methan

25