चीन हाइड्रोजन प्लांट कंडेनसर निर्माता हाइड्रोजन प्रसंस्करण अनुप्रयोगों के लिए कुशल संघनन प्रणाली प्रदान करता है

चीन हाइड्रोजन प्लांट कंडेनसर निर्माता हाइड्रोजन प्रसंस्करण अनुप्रयोगों के लिए कुशल संघनन प्रणाली प्रदान करता है

मुख्य प्रश्न का उत्तर: शिजियाझुआंग झेंगझोंग टेक्नोलॉजी कं, लिमिटेड से एक हाइड्रोजन प्लांट कंडेनसर हाइड्रोजन प्रसंस्करण सुविधा को क्या प्रदान करता है? शिजियाझुआंग झेंगझोंग टेक्नोलॉजी कं, लिमिटेड (सेंटर एनल) भाप मीथेन सुधार हाइड्रोजन संयंत्रों के लिए कंडेनसर डिजाइन और निर्माण करता है, जिसमें सुधारक शीतलन और शिफ्ट रूपांतरण के बाद भाप संघनन, प्रक्रिया संघनन वसूली, और शुद्धिकरण से पहले उत्पाद शीतलन शामिल है। एक सुधारक 800-900 डिग्री सेल्सियस और 15-40 बार पर संचालित होता है, और डाउनस्ट्रीम ट्रेन गर्मी और पानी दोनों को पुनः प्राप्त करती है: हाइड्रोजन के प्रति सामान्य घन मीटर में 0.5-2.0 किलोग्राम की प्रक्रिया संघनन को पुनः प्राप्त किया जाता है और डीएरेटर में पुनर्नवीनीकरण किया जाता है, जो अक्सर पानी-सकारात्मक और पानी-नकारात्मक संयंत्र के बीच का अंतर होता है। हाइड्रोजन -252.8 डिग्री सेल्सियस पर उबलता है और आयतन के हिसाब से 4.0 से 75% तक ज्वलनशील होता है, जिसमें न्यूनतम प्रज्वलन ऊर्जा केवल 0.017 एमजे होती है, इसलिए सुरक्षा हर डिजाइन निर्णय को नियंत्रित करती है।

1. हाइड्रोजन प्लांट में कंडेनसर कहाँ स्थित होते हैं

एक भाप मीथेन सुधार ट्रेन काफी हद तक रिएक्टरों और गर्मी वसूली चरणों का एक क्रम है। चार संघनन सेवाएं ऊर्जा दक्षता और जल संतुलन दोनों निर्धारित करती हैं:

• सुधारक शीतलन और भाप उत्पादन: सुधारक आउटलेट गैस 800-900 डिग्री सेल्सियस पर निकलती है और एक अपशिष्ट गर्मी बॉयलर या प्रक्रिया गैस बॉयलर में प्रवेश करती है जो 40-120 बार पर भाप उठाती है, जो संयंत्र की अधिकांश भाप मांग और उसके निर्यात का हिस्सा प्रदान करती है। यह सामान्य अर्थों में कंडेनसर नहीं है, बल्कि एक भाप जनरेटर है, और इसके बाद शिफ्ट रिएक्टर इनलेट तापमान तक आगे शीतलन होता है। क्योंकि गैस दबाव में गर्म और हाइड्रोजन युक्त होती है, इस एक्सचेंजर को उच्च तापमान हाइड्रोजन हमले के लिए एपीआई 941 नेल्सन वक्र सीमाओं को पूरा करना चाहिए, जिसका अर्थ है कि सबसे गर्म वर्गों में कार्बन स्टील के बजाय कम-मिश्र धातु क्रोमियम-मोलिब्डेनम स्टील।
• शिफ्ट रूपांतरण और संघनन वसूली: कार्बन मोनोऑक्साइड को उच्च तापमान शिफ्ट रिएक्टर में 350-450 डिग्री सेल्सियस पर लौह-क्रोमियम उत्प्रेरक पर और फिर 200-250 डिग्री सेल्सियस पर तांबा-जिंक उत्प्रेरक पर कम तापमान शिफ्ट में कार्बन डाइऑक्साइड और हाइड्रोजन में परिवर्तित किया जाता है, जिससे कार्बन मोनोऑक्साइड लगभग 10-12% से 0.3% से नीचे कम हो जाता है। इन चरणों के बीच और बाद में गैस को ठंडा किया जाता है और अतिरिक्त भाप को संघनित किया जाता है, जिससे हाइड्रोजन के प्रति सामान्य घन मीटर में 0.5-2.0 किलोग्राम की प्रक्रिया संघनन उत्पन्न होती है। उस संघनन में घुली हुई कार्बन डाइऑक्साइड, अमोनिया और मेथनॉल के निशान होते हैं और इसे बॉयलर फीडवाटर सिस्टम में वापस करने से पहले स्ट्रिप किया जाना चाहिए, क्योंकि कार्बन डाइऑक्साइड संघनन वापसी लाइन में गंभीर कार्बोनिक एसिड संक्षारण का कारण बनती है।
• शुद्धिकरण से पहले शीतलन: प्रेशर स्विंग एड्सॉर्प्शन 20-40 डिग्री सेल्सियस पर सबसे प्रभावी ढंग से काम करता है, इसलिए गैस को एयर कूलर या कूलिंग वाटर से ठंडा किया जाता है और शेष पानी को एड्सॉर्बर वेसल्स से पहले एक सेपरेटर में निकाल दिया जाता है। पूर्ण जल निष्कासन मायने रखता है क्योंकि पानी आणविक छलनी पर दृढ़ता से अवशोषित होता है और हाइड्रोजन क्षमता को विस्थापित करेगा, और क्योंकि एड्सॉर्बर में प्रवेश करने वाला तरल पानी एड्सॉर्बेंट को नुकसान पहुंचाता है। अंतिम कूलर के डाउनस्ट्रीम एक उच्च-दक्षता वाले मिस्ट एलिमिनेटर के साथ एक नॉकआउट ड्रम मानक है, जिसमें स्तर नियंत्रण और संघनन प्रणाली में स्वचालित जल निकासी होती है।
• हाइड्रोजन द्रवीकरण और डीप कूलिंग: जहां तरल हाइड्रोजन का उत्पादन होता है, गैस को एक बहु-चरणीय प्रशीतन चक्र में -253 डिग्री सेल्सियस तक ठंडा किया जाता है, जिसमें -252.8 डिग्री सेल्सियस के क्वथनांक पर संघनन और 446 किलोजूल/किलोग्राम की अव्यक्त गर्मी होती है। यह एक विशेष कर्तव्य है: सामग्री को क्रायोजेनिक तापमान पर क्रूरता बनाए रखनी चाहिए, इसलिए ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील या एल्यूमीनियम का उपयोग किया जाता है; ऑर्थो-पैरा हाइड्रोजन रूपांतरण को शीतलन के दौरान उत्प्रेरित किया जाना चाहिए, क्योंकि असंबद्ध ऑर्थो-हाइड्रोजन भंडारण के दौरान उत्पाद के अधिकांश हिस्से को उबालने के लिए पर्याप्त गर्मी छोड़ता है; और इन्सुलेशन वैक्यूम-जैकेटेड निर्माण द्वारा बहुस्तरीय इन्सुलेशन या पर्लाइट के साथ प्रदान किया जाता है।

2. हाइड्रोजन सेवा में सामग्री और सुरक्षा

हाइड्रोजन असामान्य है क्योंकि यह धातुओं को रासायनिक रूप से नीचा दिखाता है और एक गंभीर आग का खतरा पैदा करता है। तीन आवश्यकताएं इस प्रकार हैं:

• हाइड्रोजन भंगुरता और उच्च तापमान हमला: दो अलग-अलग तंत्रों को संबोधित किया जाना चाहिए। परिवेश और मध्यम तापमान पर, परमाणु हाइड्रोजन स्टील में फैल जाता है और भंगुरता का कारण बनता है, विशेष रूप से लगभग 300 एचवी कठोरता से ऊपर उच्च-शक्ति सामग्री में, इसलिए हाइड्रोजन सेवा में दबाव-युक्त भागों को कठोरता सीमा और कम-शक्ति वाले स्टील्स के साथ निर्दिष्ट किया जाता है, और वेल्डिंग प्रक्रियाएं गर्मी-प्रभावित क्षेत्र में कठोरता को नियंत्रित करती हैं। ऊंचे तापमान पर, हाइड्रोजन स्टील में कार्बन के साथ प्रतिक्रिया करके मीथेन बनाता है, जिससे डीकार्बराइजेशन और विखंडन होता है जिसे उच्च तापमान हाइड्रोजन हमला कहा जाता है; सामग्री चयन एपीआई 941 नेल्सन वक्र का अनुसरण करता है, जो प्रत्येक मिश्र धातु के लिए सुरक्षित तापमान और हाइड्रोजन आंशिक दबाव लिफाफे को परिभाषित करता है, जिसमें क्रोमियम-मोलिब्डेनम स्टील्स का उपयोग सबसे गर्म वर्गों के लिए किया जाता है।
• प्रज्वलन खतरा और वर्गीकरण: हाइड्रोजन में किसी भी सामान्य गैस की तुलना में सबसे चौड़ी ज्वलनशील सीमा होती है, आयतन के हिसाब से 4.0 से 75%, और न्यूनतम प्रज्वलन ऊर्जा 0.017 एमजे होती है, जो मीथेन की लगभग दसवां हिस्सा है, जिसका अर्थ है कि एक कमजोर स्थैतिक निर्वहन भी इसे प्रज्वलित कर सकता है। यह लगभग अदृश्य लौ के साथ भी जलता है। नतीजतन, सभी उपकरण एटीईएक्स या आईईसीईएक्स जोन 1 या जोन 2 के लिए वर्गीकृत हैं, प्रत्येक प्रवाहकीय भाग को 10 ओम से नीचे बंधा और अर्थ किया गया है, उपकरण तापमान वर्ग टी1 में हाइड्रोजन के लिए प्रमाणित है, और सील और फ्लैंज पर रिसाव का पता लगाना स्थापित है। क्योंकि हाइड्रोजन छोटी दरारों से आसानी से लीक हो जाता है, जोड़ डिजाइन रखरखाव मामले की अनुमति के अनुसार वेल्डेड निर्माण को फ्लैंज पर प्राथमिकता देता है।
• वेंटिंग, पर्जिंग और कमीशनिंग: हाइड्रोजन सिस्टम को प्रवेश से पहले और स्टार्टअप से पहले शुद्ध किया जाना चाहिए, क्योंकि उपकरण के अंदर हाइड्रोजन और हवा का मिश्रण एक गंभीर विस्फोट का खतरा है। ऑक्सीजन को लगभग 1% से नीचे कम करने के लिए नाइट्रोजन के साथ पर्जिंग की जाती है, इससे पहले कि हाइड्रोजन पेश किया जाए, और उपकरण खोलने से पहले फिर से नाइट्रोजन के साथ, विश्लेषण के बजाय बीता हुआ समय के बजाय सत्यापन के साथ। वेंट स्टैक को आपातकालीन डिप्रेशराइजिंग के लिए आकार दिया जाता है, आसपास की संरचनाओं से काफी ऊपर रूट किया जाता है, और डिजाइन के आधार पर फ्लेम अरेस्टर्स या निरंतर पर्ज गैस से सुसज्जित किया जाता है। कमीशनिंग में एक हीलियम लीक परीक्षण शामिल होना चाहिए, क्योंकि हाइड्रोजन लीक सामान्य साधनों से पता लगाने योग्य नहीं होते हैं और हवा के लिए स्वीकार्य रिसाव अक्सर हाइड्रोजन के लिए अस्वीकार्य होता है।

हाइड्रोजन प्लांट कंडेनसर सेवा तुलना मैट्रिक्स

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (एफएक्यू)

प्रश्न: हाइड्रोजन प्लांट में प्रक्रिया संघनन वसूली क्यों महत्वपूर्ण है?

ए: एक भाप मीथेन सुधार संयंत्र 2.5-3.5 के भाप-से-कार्बन अनुपात पर चलता है, इसलिए ट्रेन से बहुत अधिक मात्रा में भाप गुजरती है और इसका अधिकांश हिस्सा खपत नहीं होता है। उस भाप को संघनित और पुनः प्राप्त करने से हाइड्रोजन के प्रति सामान्य घन मीटर में 0.5-2.0 किलोग्राम संघनन उत्पन्न होता है, जो एक बड़े संयंत्र में प्रति घंटे दसियों टन के बराबर होता है। इसे डीएरेटर और बॉयलर फीडवाटर सिस्टम में वापस करने से आमतौर पर संयंत्र को उपचारित पानी के एक बड़े उपभोक्ता से पानी-तटस्थ के करीब स्थानांतरित किया जाता है, जो परिचालन लागत और उन साइटों दोनों के लिए मायने रखता है जहां पानी की आपूर्ति सीमित है। संघनन को पहले स्ट्रिप किया जाना चाहिए, क्योंकि यह घुली हुई कार्बन डाइऑक्साइड, अमोनिया और मेथनॉल और फॉर्मेट के निशान ले जाता है जो अन्यथा कार्बोनिक एसिड संक्षारण का कारण बनेंगे और बॉयलर और सुधारक उत्प्रेरक में दूषित पदार्थों को वापस ले जाएंगे।

प्रश्न: नेल्सन वक्र क्या है और इसका उपयोग हाइड्रोजन प्लांट डिजाइन में कैसे किया जाता है?

ए: नेल्सन वक्र, एपीआई अनुशंसित अभ्यास 941 में प्रकाशित, प्रत्येक स्टील मिश्र धातु के लिए तापमान और हाइड्रोजन आंशिक दबाव के संयोजन को परिभाषित करता है जिसके नीचे उच्च तापमान हाइड्रोजन हमला नहीं होता है। वक्र के ऊपर, हाइड्रोजन स्टील में फैल जाता है और विघटित कार्बन के साथ प्रतिक्रिया करके मीथेन बनाता है, जो बाहर नहीं निकल सकता है और अनाज की सीमाओं पर जमा हो जाता है, जिससे विखंडन, डीकार्बराइजेशन और अंततः बिना किसी दृश्य चेतावनी के विफलता होती है। व्यवहार में, डिजाइनर प्रत्येक एक्सचेंजर के लिए परिचालन तापमान और हाइड्रोजन आंशिक दबाव को पढ़ते हैं और एक मिश्र धातु का चयन करते हैं जिसकी वक्र उस बिंदु से ऊपर स्थित होती है: ठंडे वर्गों के लिए कार्बन स्टील, गर्म लोगों के लिए 1.25Cr-0.5Mo या 2.25Cr-1Mo, और ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील जहां क्लैडिंग या ठोस निर्माण की आवश्यकता होती है। वक्र के ऊपर परिचालन बहिर् गईं को गंभीरता से लिया जाता है और आमतौर पर निरीक्षण को ट्रिगर करता है।

प्रश्न: क्या हाइड्रोजन को सामान्य कार्बन स्टील पाइपिंग और जहाजों में संभाला जा सकता है?

ए: परिवेश तापमान और मध्यम दबाव पर, हाँ, नियंत्रण के साथ। हाइड्रोजन सेवा के लिए सामान्य कार्बन स्टील का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, लेकिन तीन शर्तें लागू होती हैं। ताकत सीमित है: उच्च-शक्ति वाले स्टील्स हाइड्रोजन भंगुरता के प्रति अधिक संवेदनशील होते हैं, इसलिए दबाव-युक्त भागों को आमतौर पर लगभग 300 एचवी से नीचे की कठोरता और नियंत्रित उपज शक्ति वाली सामग्री तक सीमित रखा जाता है। वेल्ड को गर्मी-प्रभावित क्षेत्र में कठोरता नियंत्रण के साथ योग्य होना चाहिए, और जहां आवश्यक हो वहां पोस्ट-वेल्ड हीट ट्रीटमेंट लागू किया जाता है। तापमान और दबाव चयनित मिश्र धातु के लिए एपीआई 941 नेल्सन लिफाफे के भीतर रहना चाहिए। लगभग 200-250 डिग्री सेल्सियस से ऊपर, या उच्च हाइड्रोजन आंशिक दबाव पर, क्रोमियम-मोलिब्डेनम मिश्र धातुओं की आवश्यकता हो जाती है, और सबसे गंभीर सेवा में स्टेनलेस स्टील क्लैडिंग या ठोस ऑस्टेनिटिक निर्माण का उपयोग किया जाता है।

प्रश्न: प्राकृतिक गैस की तुलना में हाइड्रोजन के लिए डिजाइन करने में क्या अंतर है?

ए: चार चीजें। ज्वलनशीलता: हाइड्रोजन आयतन के हिसाब से 4.0 से 75% के बीच ज्वलनशील है, जबकि मीथेन के लिए लगभग 5 से 15% है, और इसकी न्यूनतम प्रज्वलन ऊर्जा लगभग दसवां हिस्सा है, इसलिए प्राकृतिक गैस के साथ हानिरहित रिसाव हाइड्रोजन के साथ खतरनाक होते हैं, और उपकरण वर्गीकरण और बॉन्डिंग आवश्यकताएं तदनुसार सख्त होती हैं। रिसाव: हाइड्रोजन अणु छोटे होते हैं और आसानी से फैल जाते हैं, इसलिए प्राकृतिक गैस के लिए पर्याप्त रूप से सील करने वाले जोड़ हाइड्रोजन लीक कर सकते हैं, यही कारण है कि वेल्डेड निर्माण और हीलियम लीक परीक्षण को प्राथमिकता दी जाती है। सामग्री का क्षरण: हाइड्रोजन स्टील को भंगुर बनाता है और उच्च तापमान हाइड्रोजन हमला करता है, जिनमें से कोई भी मीथेन के साथ नहीं होता है। लौ दृश्यता: हाइड्रोजन लगभग अदृश्य लौ के साथ जलता है, इसलिए आग का पता लगाना दृश्य के बजाय थर्मल, पराबैंगनी या अवरक्त होना चाहिए।