天然气蒸汽转化制氢系统原理

在当今社会，氢气作为一种清洁、高效的能源载体，正逐渐受到人们的青睐。天然气蒸汽转化制氢系统是一种高效、环保的制氢技术，它利用天然气和水蒸气作为原料，通过一系列的化学反应和分离提纯步骤，最终得到高纯度的氢气。那么天然气蒸汽转化制氢系统原理是什么呢？其实主要包括蒸汽转化反应、变换反应和变压吸附提纯等，而在现场安装使用天然气重整制氢气体泄漏监测报警器就可以对现场环境空气中泄漏的危险有害气体的浓度值进行监测，以免其浓度过高发生安全事故。 首先，我们需要了解天然气预处理的过程。天然气在进入蒸汽转化炉之前，需要经过脱硫精制步骤，以去除其中的硫化物和其他杂质，确保后续反应的顺利进行。然后，按照特定的水碳比，将净化后的天然气与水蒸气混合，并进行预热，为接下来的转化反应做好准备。

接下来，预热后的天然气和水蒸气混合物进入蒸汽转化炉，在催化剂的作用下发生转化反应。在这个过程中，天然气的主要成分甲烷（CH4）与水蒸气发生反应，生成氢气（H2）、一氧化碳（CO）和二氧化碳（CO2）等气体。这个反应是天然气蒸汽转化制氢系统的核心环节，其反应方程式如下：
CH4 + H2O → CO + 3H2

生成的气体混合物随后通过余热锅炉回收热量，这部分热量可以用于加热进入蒸汽转化炉的天然气和水蒸气混合物，从而提高整个系统的能源利用效率。接着，气体混合物进入变换反应器，在催化剂的作用下，一氧化碳进一步转化为二氧化碳，这个过程被称为变换反应，其反应方程式如下：
CO + H2O → CO2 + H2

变换反应完成后，得到的变换气经过另一台余热锅炉和冷却器，将温度降至常温，以便后续的提纯过程。最后，变换气进入变压吸附提纯装置，通过选择性吸附和解吸的原理，将氢气与其他气体分离，得到纯度较高的氢气。

然而不可忽视的是，在天然气蒸汽重整转化制氢过程中却存在大量危险有害气体。主要的危险源来自于原料天然气、催化剂以及反应过程中可能产生的气体。甲烷是天然气的主要成分，它在重整过程中可能会产生氢气、一氧化碳和二氧化碳。其中，一氧化碳是一种有毒气体，对人体有严重的健康危害；二氧化碳虽然是无毒的，但大量泄漏会间接导致现场氧分压的降低；而甲烷和氢气作为一种易燃易爆气体，存在火灾和爆炸的风险。

以采用进口高精度气体传感器的ERUN-PG51S6固定在线式有毒有害气体检测报警仪为例，可以同时检测并显示一氧化碳CO、二氧化碳CO2、氢气H2、甲烷CH4和氧气O2等气体的浓度值，并可选配PM2.5/PM10、噪声等检测指标，超标声光报警，并联锁自动控制排气风机的启停，测量数据结果可通过分线制4-20 mA模拟信号量或总线制RS 485（Modbus RTU）数字量信号以及无线模式传输，通过ERUN-PG36E气体报警控制器在值班室实时显示有害因素的浓度值，并相应的触发报警动作。 天然气蒸汽重整转化制氢有害气体检测报警仪技术参数：
产品型号：ERUN-PG51S6
检测气体：一氧化碳CO、二氧化碳CO2、氢气H2、甲烷CH4和氧气O2等
量程分辨率： 精度误差：≤±2%F.S.（更高精度可订制）
显示方式：报警器2.5寸彩屏现场显示浓度值；控制器主机9寸彩屏值班室显示浓度值
报警方式：现场声光报警，值班室声光报警
数据传输：4-20mA、RS485，可选无线传输
防护功能：IP66级防水防尘
防爆功能：隔爆型，Ex d ⅡC T6 Gb级防爆

以上就是关于天然气蒸汽转化制氢系统原理的相关介绍，天然气蒸汽转化制氢系统是一种利用天然气为原料制取氢气的方法，其主要原理是通过将天然气进行蒸汽转化反应，然后再经过变换反应和变压吸附提纯等过程，最终得到高纯度的氢气。然而，在天然气蒸汽重整转化制氢过程中却存在着包括一氧化碳、二氧化碳、氢气、甲烷等在内的多种危险有害气体，而通过在现场安装使用天然气重整制氢气体泄漏监测报警器就可以24小时连续实时在线监测这些危险有害气体的浓度值，以免发生气体燃爆、人员中毒和缺氧窒息等危险。