天然气制氢化学方程

天然气制氢

天然气制氢1.制氢原理1．天然气脱硫本装置采用干法脱硫来处理该原料气中的硫份。

为了脱除有机硫，采用铁锰系转化吸收型脱硫催化剂，并在原料气中加入约1〜5%1 勺氢，在约400C高温下发生下述反应：RSH+H 2=H2S+RH H 2S+MnO=MnS2+OH 经铁锰系脱硫剂初步转化吸收后，剩余勺硫化氢，再在采用勺氧化锌催化剂作用下发生下述脱硫反应而被吸收：H 2S+ZnO=ZnS+2OH C 2H5SH+ZnO=ZnS+2HC4+H2O 氧化锌吸硫速度极快，因而脱硫沿气体流动方向逐层进行，最终硫被脱除至O.lppm以下，以满足蒸汽转化催化剂对硫的要求。

2蒸汽转化和变换原理原料天然气和蒸汽在转化炉管中的高温催化剂上发生烃--- 蒸汽转化反应，主要反应如下：CH 4+H3CO+3HQ ⑴ 一氧化碳产氢CO + H 2O CO2 + H 2 +Q (2) 前一反应需大量吸热，高温有利于反应进行；后一反应是微放热反应，高温不利于反应进行。

因此在转化炉中反应是不完全的。

在发生上述反应的同时还伴有一系列复杂的付反应。

包括烃类的热裂解，催化裂解，水合，蒸汽裂解，脱氢，加氢，积炭，氧化等。

在转化反应中，要使转化率高，残余甲烷少，氢纯度高，反应温度就要高。

但要考虑设备承受能力和能耗，所以炉温不宜太高。

为缓和积炭，增加收率，要控制较大的水碳比。

3变换反应的反应方程式如下：CO+H 2O=CO2+H2+Q这是一个可逆的放热反应，降低温度和增加过量的水蒸汽，均有利于变换反应向右侧进行，变换反应如果不借助于催化剂，其速度是非常慢的，催化剂能大大加速其反应速度。

为使最终CO浓度降到低的程度，只有低变催化剂才能胜任。

高低变串联不仅充分发挥了两种催化剂各自的特点，而且为生产过程中的废热利用创造了良好的条4改良热钾碱法改良热钾碱溶液中含碳酸钾，二乙醇胺及VO。

碳酸钾做吸收剂、二乙醇胺做催化剂、它起着加快吸收和解吸的作用。

VO5为缓蚀剂，可以使碳钢表面产生致密的保护膜，从而防止碳钢的腐蚀。

天然气制氢装置工艺过程原料及工艺流程

天然气制氢装置工艺过程原料及工艺流程
1.原料：天然气和水蒸汽。

2.工艺流程：
a.压缩：天然气首先经过压缩装置进行压缩，增加其密度和储存能力。

b.硫化物去除：通过洗涤塔或吸收器等装置，将具有硫化物成分的气
体从天然气中去除，以防止酸性气体对设备的腐蚀。

c.蒸汽重整：将天然气与水蒸汽进行反应，通过蒸汽重整装置将天然
气中的甲烷与水蒸汽反应生成氢气和一氧化碳。

该反应通过镍基催化剂进
行催化，反应前的温度可以达到900-1000°C。

蒸汽重整反应方程式如下：CH4+H2O⇌CO+3H2
d.冷却：在蒸汽重整反应之后，产生的气体需要通过冷却装置进行冷却，以减少温度并将水蒸汽冷凝成水。

e.净化：通过净化装置去除气体中的杂质和残余的一氧化碳等物质，
以获得高纯度的氢气。

常用的净化方法包括吸附剂吸附、压力摩擦吸附、
膜分离等。

f.压缩：将净化后的氢气经过压缩装置再次进行压缩，以提高氢气的
储存密度和供应能力。

g.储存和供应：压缩后的高纯度氢气可以储存在气体储罐中，根据需
要进行供应和利用，可以通过输送管道或气瓶等方式供应给用户。

天然气制氢装置的工艺流程中的各个步骤都是为了最大程度地提高氢
气的纯度和储运能力，以满足不同行业和领域对氢气的需求。

同时，也需
要保证装置的安全性和经济性，降低能源消耗和环境污染。

因此，对于天然气制氢装置的工艺流程应该进行综合分析和优化，以实现产品的高质量和高效益。

天然气作为燃料的化学方程式

天然气作为燃料的化学方程式
天然气作为一种蓄藏量大、成本低，更重要的是清洁的燃料，已经被越来越多的国家和地区采用。

那么，天然气作为燃料的化学方程式是什么呢？
一般来说，天然气作为燃料的化学方程式主要是：天然气与氧气在火焰中发生反应，反应后，产生二氧化碳和水蒸气，这就是天然气作为燃料的化学方程式：
燃烧气体：CnHm + qO2→ nCO2 +m/2H2O
其中CnHm 是天然气，qO2是氧气，n指的是碳的数量，m指的是氢的数量。

天然气主要组成是甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）和二甲烷（C2H6），甲烷的化学方程式为：CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O，乙烷的化学方程式为：C2H6 + 3.5O2 → 2CO2 + 3H2O。

立足于上述化学方程式，可以看出，天然气燃烧时会产生二氧化碳和水蒸气，而且碳氢化合物会转变为无害的二氧化碳和水。

这种清洁能源的产生，有助于促进空气污染的减少；而且它的燃烧性能极高，使
用的经济性也很高。

此外，人们对天然气的开采和利用也有很严格的要求，要保证人们的安全。

天然气的生产和使用过程中，需要采取技术手段，来保证它的质量符合国家规定。

比如，需要检查二氧化碳、水分、杂质气体含量等，以确保天然气不含有有毒物质等。

总之，天然气作为燃料的化学方程式是CnHm + qO2→ nCO2 +m/2H2O，它主要组成是甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）和二甲烷（C2H6），这是一种清洁的能源，可以帮助空气净化，节能环保。

要正确使用天然气，必须加强质量检查，确保安全。

利用天然气做燃料化学方程式

利用天然气做燃料化学方程式天然气是一种含有天然气组成的清洁化学燃料，被广泛用于家庭取暖、煮食、制冷等。

它由一系列气体组成，如甲烷、二氧化碳、氧气等，由物理或化学方式组装，而不同的方法会产生不同的燃料组合，以下是典型的天然气燃料化学方程式：1、甲烷（CH4） + 2 氧气（O2） --> 碳氢化物（CO2）+ 2 水（H2O)2、甲烷（CH4） + 氧气（O2） --> 碳氢化合物（CO1） + 水（H2O）3、乙烷（C2H6） + 3 氧气（O2） --> 2 碳氢化物（CO2） + 3 水（H2O）4、丙烷（C3H8） + 5 氧气（O2） --> 3 碳氢化物（CO2） + 4 水（H2O）5、壬烷（C9H20） + 11 氧气（O2） --> 9 碳氢化物（CO2） + 10 水（H2O）6、氢气（H2） + 氧气（O2）--> 水（H2O）天然气燃料化学方程式的主要作用是将化学物质的组成和比例细调并产生可再利用的能量。

当燃料混合物燃烧时，它与氧气在高温，高压和有限的供氧条件下发生化学反应，产生大量能量和水蒸气。

由于燃料和气体的特性是不稳定的，在燃烧过程中，细微的反应体系也会发生变化，这也就是燃料的组成需要精确的调整的原因。

燃烧时，物质由原始的有机状态吸收“低熵”状态，产生具有更高能量的反应物，如热能或光能。

甲烷是天然气的主要成分，一般来说，典型的甲烷化学反应如下：1、甲烷（CH4）+ 2氧气（O2） --> 碳氢化物（CO2）+ 2水（H2O）2、甲烷（CH4）+ 氧气（O2）--> 碳氢化合物（CO1）+ 水（H2O）3、甲烷（CH4）+ 4氧气（O2）--> 2碳氢化物（CO2）+ 4水（H2O）甲烷结合氧气，经过燃烧后，会形成碳氢化物，除产生大量的热能，也会释出大量的二氧化碳和水蒸气，因此甲烷通常被认为温室气体的重要来源之一，有着强烈的安全需求。

天然气制氢的基本原理及工业技术进展

天然气制氢的基本原理及工业技术进展一、天然气蒸汽转化的基本原理1.蒸汽转化反应的基本原理天然气的主要成分为甲烷，约占90%以上，研究天然气蒸汽转化原理可以甲烷为例来进行。

甲烷蒸汽转化反应为一复杂的反应体系，但主要是蒸汽转化反应和一氧化碳的变换反应。

主反应：CH4+H2O===CO+3H2CH4+2H2O===CO2+4H2CH4+CO2===2CO+2H2CH4+2CO2===3CO+H2+H2OCH4+3CO2===4CO+2H2OCO+H2O===CO2+H2副反应：CH4===C+2H22CO===C+CO2CO+H2===C+H2O副反应既消耗了原料，并且析出的炭黑沉积在催化剂表面将使催化剂失活，因此必须抑制副反应的发生。

转化反应的特点如下：1)可逆反应在一定的条件下，反应可以向右进行生成CO和H2，称为正反应；随着生成物浓度的增加，反应也可以向左进行，生成甲烷和水蒸气，称为逆反应。

因此生产中必须控制好工艺条件，是反应向右进行，生成尽可能多的CO和H2。

2)气体体积增大反应一分子甲烷和一分子水蒸气反应后，可以生成一分子CO和三分子H2，因此当其他条件确定时，降低压力有利于正反应的进行，从而降低转化气中甲烷的含量。

3)吸热反应甲烷的蒸汽转化反应是强吸热反应，为了使正反应进行的更快、更彻底，就必须由外界提供大量的热量，以保持较高的反应温度。

4)气-固相催化反应甲烷的蒸汽转化反应，在无催化剂的参与的条件下，反应的速度缓慢。

只有在找到了合适的催化剂镍，才使得转化的反应实现工业化称为可能，因此转化反应属于气-固相催化反应。

2.化学平衡及影响因素3.反应速率及影响速率在没有催化剂的情况时，即使在相当高的温度下，甲烷蒸汽转化反应的速率也是很慢的。

当有催化剂存在时，则能大大加快反应速率；甲烷蒸汽转化反应速率对反应温度升高而加快，扩散作用对反应速率影响明显，采用粒度较小的催化剂，减少内扩散的影响，也能加快反应速率。

天然气制氢

氢气纯度：99~99.999%
氢气压力：0.5~3.5MPa
适用领域：双氧水、山梨醇、TDI、MDI、苯胺加氢等精细化工或医药中间体加氢过程，炼油厂加氢过程等。
技术特点
采计优良的废热锅炉，为制氢装置的长周期运转，提供可靠的保障;
专有的转化炉烟气流动方式，燃料气的消耗更低。
天然气制氢气也是一个比较传统的技术，以前常用于大规模的氢气供应场合，例如5000m3/h以上的氢气供应量。我们根据中国氢气用户分散而且规模较小的特点，开发了低投资和低消耗的天然气蒸汽转化制氢技术，非常适合中小规模的氢气需求场合。在天然气丰富的地区，天然气制氢是最好的选择。我公司已经为国内和国外用户建设了这类装置和转让了技术。
天然气制氢由天然气蒸汽转化制转化气和变压吸附(PSA)提纯氢气(H2)两部分组成，压缩并脱硫后天然气与水蒸汽混合后，在镍催化剂的作用下于750~850℃将天然气物质转化为氢气(H2)、一氧化碳(CO)和二氧化碳(CO2)的转化气，转化气可以通过变换将一氧化碳(CO)变换为氢气(H2)，成为变换气，然后，转化气或者变换气通过变压吸附(PSA)过程，得到高纯度的氢气(H2)。
无扰动切换吸附塔的变压吸附(PSA)提纯氢气大大提高了系统的可靠性。
技术原理
1 天然气的蒸汽转化
天然气的蒸汽转化是以水蒸汽为氧化剂，在镍催化剂的作用下将天然气转化为氢气(H2)、一氧化碳(CO)和二氧化碳(CO2)的转化气。这一过程为吸热过程故需外供热量，转化所需的热量由转化炉辐射段燃烧燃料气提供。
天然气制氢的主要技术：
天然气蒸汽一段转化技术，适合中小规模的制氢。
天然气蒸汽一段转化串接纯氧二段转化技术，适合于中大规模的制氢。
天然气两段换热式转化技术，适合中等规模的制氢技术。

天然气制氢

天然气制氢1.制氢原理1．天然气脱硫本装置采用干法脱硫来处理该原料气中的硫份。

为了脱除有机硫，采用铁锰系转化吸收型脱硫催化剂，并在原料气中加入约1～5%的氢，在约400℃高温下发生下述反应：RSH+H2=H2S+RHH2S+MnO=MnS+H2O经铁锰系脱硫剂初步转化吸收后，剩余的硫化氢，再在采用的氧化锌催化剂作用下发生下述脱硫反应而被吸收：H2S+ZnO=ZnS+H2OC2H5SH+ZnO=ZnS+C2H4+H2O氧化锌吸硫速度极快，因而脱硫沿气体流动方向逐层进行，最终硫被脱除至0.1ppm以下，以满足蒸汽转化催化剂对硫的要求。

2 蒸汽转化和变换原理原料天然气和蒸汽在转化炉管中的高温催化剂上发生烃---蒸汽转化反应，主要反应如下：CH4+H2O→CO+3H2-Q (1)一氧化碳产氢 CO + H2O----CO2 + H2+Q (2)前一反应需大量吸热，高温有利于反应进行；后一反应是微放热反应，高温不利于反应进行。

因此在转化炉中反应是不完全的。

在发生上述反应的同时还伴有一系列复杂的付反应。

包括烃类的热裂解，催化裂解，水合，蒸汽裂解，脱氢，加氢，积炭，氧化等。

在转化反应中，要使转化率高，残余甲烷少，氢纯度高，反应温度就要高。

但要考虑设备承受能力和能耗，所以炉温不宜太高。

为缓和积炭，增加收率，要控制较大的水碳比。

3 变换反应的反应方程式如下：CO+H2O=CO2+H2+Q这是一个可逆的放热反应，降低温度和增加过量的水蒸汽，均有利于变换反应向右侧进行，变换反应如果不借助于催化剂，其速度是非常慢的，催化剂能大大加速其反应速度。

为使最终CO浓度降到低的程度，只有低变催化剂才能胜任。

高低变串联不仅充分发挥了两种催化剂各自的特点，而且为生产过程中的废热利用创造了良好的条4改良热钾碱法改良热钾碱溶液中含碳酸钾，二乙醇胺及V2O5。

碳酸钾做吸收剂、二乙醇胺做催化剂、它起着加快吸收和解吸的作用。

V2O5为缓蚀剂，可以使碳钢表面产生致密的保护膜，从而防止碳钢的腐蚀。

天然气制氢工艺流程

天然气制氢工艺流程天然气制氢是一种重要的氢气生产工艺，通过对天然气进行催化重整反应，可以得到高纯度的氢气。

天然气是一种丰富的化石能源资源，其中主要成分为甲烷，因此天然气制氢工艺具有成本低廉、资源丰富的优势。

下面将介绍天然气制氢的工艺流程。

首先，天然气制氢的工艺流程包括原料准备、重整反应、气体分离和氢气纯化四个主要步骤。

1. 原料准备。

天然气是天然气制氢的主要原料，通常含有90%以上的甲烷。

在工业生产中，天然气需要经过脱硫、脱水等预处理工艺，以去除其中的硫化氢、二氧化碳等杂质。

这些杂质会影响重整反应的催化剂活性，降低氢气的产率和纯度。

因此，原料准备阶段的主要任务是将天然气净化，使其符合重整反应的要求。

2. 重整反应。

经过预处理的天然气首先进入重整反应器，与水蒸气在催化剂的作用下进行重整反应。

重整反应的化学方程式如下所示：CH4 + H2O → CO + 3H2。

CO + H2O → CO2 + H2。

在这个反应过程中，甲烷和水蒸气在高温、高压下发生催化重整反应，生成一氧化碳和氢气。

这是天然气制氢的关键步骤，也是氢气的主要生产途径之一。

3. 气体分离。

经过重整反应的气体混合物中含有大量的CO、CO2和H2，需要进行气体分离以获取高纯度的氢气。

气体分离通常采用吸附分离或膜分离技术，将CO、CO2等副产物从氢气中分离出去，得到高纯度的氢气。

4. 氢气纯化。

得到的高纯度氢气需要经过进一步的纯化处理，以满足工业和化工领域对氢气纯度的要求。

常见的氢气纯化方法包括压力摩尔吸附、膜分离、液体吸附等技术，可以去除氢气中的微量杂质，提高氢气的纯度。

总的来说，天然气制氢工艺流程包括原料准备、重整反应、气体分离和氢气纯化四个主要步骤。

通过这些步骤，可以将天然气中的甲烷转化为高纯度的氢气，满足工业和化工领域对氢气的需求。

天然气制氢工艺具有成本低廉、资源丰富的优势，是一种重要的氢气生产途径。

随着氢能源的发展和应用，天然气制氢工艺将在未来发挥越来越重要的作用。

利用天然气作燃料的化学方程式

利用天然气作燃料的化学方程式
天然气是一种含有芳香烃的由碳和氢组成的气体。

它常用作能源，用于发电和加热。

它的化学方程式是：CxHy + (x + y/4)O2 → xCO2 + (y/2)H2O。

这个反应表明，当把天然气（CxHy）与氧气（O2）混合在一起时，将产生二氧化碳（CO2）和水（H2O）。

其中，x和y分别代表天然气中的碳原子和氢原子的数量。

这个反应需要一定的高温和压力，以使碳原子和氢原子能够完全燃烧，生成二氧化碳和水。

正是由于天然气可以在低温下燃烧，它常被用来发电和加热。

它的燃烧温度比其他燃料低，而且可以在更少的氧气的情况下燃烧，这种燃料的燃烧效率也很高。

此外，这种燃料的燃烧产物主要是水和二氧化碳，它们都不会对环境造成污染，所以是一种清洁的燃料。

尽管天然气的燃烧效率较高，但在燃烧的过程中有一些有害的副产物，如亚硝酸盐、一氧化碳、氢气等。

这些副产物对环境也有害，所以在使用天然气发电时需要进行有效的排放控制。

此外，天然气的储存也比其他燃料更加困难，因为它是一种气体，需要特殊的储存设备，以便将其保存在安全的状态。

总的来说，天然气是一种清洁的能源，由于它的燃烧温度低，燃烧效率高，可以在更少的氧气中完全燃烧，产生的副产物也不会对环
境造成污染。

但它的储存和使用过程中也存在一定的问题，需要我们认真考虑。

制取氢气的化学方程式

制取氢气的化学方程式
Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑。

实验原理：通过活泼金属与稀硫酸反应制取氢气通常是用金属锌与稀硫酸或稀盐酸。

氢气，化学式为H₂，分子量为2.01588，常温常压下，是一种极易燃烧的气体。

无色透明、无臭无味且难溶于水的气体。

氢气
氢气是世界上已知的密度最小的气体，氢气的密度只有空气的1/14，即在1标准大气压和0℃，氢气的密度为0.089g/L。

所以氢气可作为飞艇、氢气球的填充气体（由于氢气具有可燃性，安全性不高，飞艇现多用氦气填充）。

氢气是相对分子质量最小的物质，还原性较强，常作为还原剂参与化学反应。

氢气(H2)最早于16世纪初被人工制备，当时使用的方法是将金属置于强酸中。

1766–1781年，亨利·卡文迪许发现氢元素，氢气燃烧生成水，拉瓦锡根据这一性质将该元素命名为“hydrogenium”（“生成水的物质”之意，“hydro”是“水”，“gen”是“生成”，”ium"是元素通用后缀）。

19世纪50年代英国医生合信（B.Hobson）编写《博物新编》（1855年）时，把“hydrogen”翻译为“轻气”，意为最轻气体。

工业上一般从天然气或水煤气制氢气，而不采用高耗能的电解水的方法。

制得的氢气大量用于石化行业的裂化反应和生产氨气。

氢气分子可以进入许多金属的晶格中，造成“氢脆”现象，使得氢气的存储罐和管道需要使用特殊材料（如蒙耐尔合金），设计也更加复杂。

天然气制氢化学方程

天然气制氢化学方程摘要：一、天然气制氢的背景与意义1.天然气资源的重要性2.氢能源的发展前景3.天然气制氢的必要性二、天然气制氢的化学原理1.天然气的主要成分2.天然气制氢的化学反应过程3.制氢的方法及其优缺点三、天然气制氢在我国的应用现状1.我国天然气资源的情况2.我国氢能源的发展状况3.天然气制氢在我国的应用实例四、天然气制氢的前景与挑战1.天然气制氢的环保优势2.技术进步对天然气制氢的影响3.未来天然气制氢的发展趋势与挑战正文：随着全球能源需求的增长，天然气作为一种清洁、高效的化石燃料，其重要性日益凸显。

然而，天然气的主要成分甲烷并不直接适用于许多领域，因此将天然气转化为氢气成为一种重要途径。

本文将介绍天然气制氢的相关知识。

一、天然气制氢的背景与意义天然气是一种主要由甲烷组成的混合气体，具有高热值、低污染等特点，已成为我国能源结构的重要组成部分。

然而，甲烷并不适用于许多领域，因此将天然气转化为氢气具有重要意义。

氢气是一种具有高能量密度、无污染的清洁能源，被认为是未来能源转型的重要方向。

二、天然气制氢的化学原理天然气的主要成分是甲烷（CH4），通过水蒸气重整（Steam Reforming）或变压吸附（Pressure Swing Adsorption）等方法，可以将甲烷转化为氢气（H2）和一氧化碳（CO）。

其中，水蒸气重整法是目前工业上最常用的方法。

三、天然气制氢在我国的应用现状我国拥有丰富的天然气资源，为制氢提供了充足的原材料。

近年来，随着氢能源的发展，我国天然气制氢技术取得了显著进展。

目前，我国已在多个地区建立了天然气制氢项目，为氢能汽车、氢能发电等领域提供了有力支持。

四、天然气制氢的前景与挑战天然气制氢作为一种清洁、高效的能源转换方式，具有巨大的环保优势。

然而，在发展过程中，仍面临诸多挑战，如高能耗、设备成本较高等。

天然气制3000Nm3H氢工程的物料衡算和热量平衡一段转化炉的主要

天然气制3000Nm3H氢工程的物料衡算和热量平衡一段转化炉的主要化学反应CH4+H2O=3H2+COCH4+2H2O=4H2+CO2CO+H2O=H2+CO2C2H6+4H2O=7H2+2CO2C3H8+6H2O=10H2+3CO2C4H10+8H2O=13H2+4CO2C5H12+10H2O=16H2+5CO2原料气组成（经脱硫后，进入一段炉的原料气）N2 CH4 C2H6 C3H8 C4H10 H2 CO2% 3.122 89.17 1.919 0.343 0.144 5.103 0.171氦 0.027% 氩 0.004%设出口残余CH4为0.5%，转化管出口压力10Kg/cm2，原料烃中的H2/C=3.5，求转化管出口处之平衡组成？1.用试差法介联立方程组求平衡组成设：A-原料烃中水碳比B-原料烃中CO2比（CO2/C）C-原料烃中N2比（N2/C）M-原料烃的H/C比α出口干气体中的CO2克分子数，β出口干气体中的CO克分子数γ出口干气体中的H2克分子数δ被转化了H2O的克分子数x出口干气体中CH4的百分含量V出口干气体总克分子数以100克分子原料烃为计算基准：按C平衡：M=∑H%/∑C%=4V CH4+4VC2H6+4*V C3H8…/V CH4+2V C2H6+V CO2+……=4*0.8917+4*0.01919+4*0.00343+4*0.00144+0.05103/0.8917+2*0.01919+3*0.00343+4*0.00144+O.OO171=3.5668+0.007676+0.01372+0.00576+0.05103/0.8917+0.03838+0.01029+0.00576+0.00171=3.645/0.94784=3.845M=3.845原料烃中之H2O/气为：A=3.5（0.8917+0.03838+0.01029+0.00576+0.00171）=3.5*0.94784=3.317A=3.3174将上述条件代入式得：按碳平衡式 ∑nCnHm+B=α++XV0.94784（为总碳量）=α+β+0.005V (1)0.005-为出转化炉的剩余CH4量按氧平衡 B+1/2A=α+1/2β+1/2（A-δ）0.00162+1/2*3.3174=α+1/2β+1/2（3.3174-δ）0.00171=α+0.5β-0.5δ (2)按氢平衡A+1/2（∑nCnHm+B）=γ+2XV+（A-δ）3.3174+1/2*（0.8917*4+0.01919*4+0.00343*4+0.00144*4.）=γ+2*0.005*V+（3.31744-δ）3.3174+1/2*（3.567+0.07676+0.0137+0.00576+0.05103）=γ+0.01V+3.31744-δ3.3174+3.645/2=γ+0.01V-δ+3.31741.8225-γ-0.01V=δδ=γ+0.01V-1.8225 (3)V=α+β+γ+0.005V+0.03122 (4)先假设出口温度为850℃，查变換反应平衡常数KP2=0.8552 KP2=CO2*H2/CO*H2O=α*γ/β（A-δ）α*γ/β（3.31744-δ）=0.8552 (5)由（1）减（4）得：0.94784-V=α-α+β-β+0.005V-γ-0.005V-0.0329γ= V-0.981 (6)代（6）入（3）得：δ=V-0.981+0.01V-1.8225δ=1.01V-2.804 (7)由（1）减（2）得：0.94784-0.00171=α-α+β-0.5β+0.5δ+0.005V0.9461=0.5β+0.5δ+0.005V (8)代（7）入（8）得0.9461=0.5β+0.5（1.01V-2.804）+0.005V0.9461=0.5β+0.505V-1.402+0.005V0.5β=0.51V-2.348β=4.696-1.02V (9)代（6）（9）入（4）得V=α+V-0.981+4.696-1.02V+0.005V+0.03122α=1.015V-3.74622 (10)代（6）（7）（9）（10）入（5）得〈1.015V-3.7489〉（V-0.981）/（4.696-1.02V）（3.31744-〈1.01V-2.804〉）=0.85521.015V2-3.7489V-0.996V+3.678/（4.696-1.02V）（〈3.3174〉-〈1.01V-2.804）=0.85521.015V2-4.745V+3.678/ 1.03V2-10.986V+28.744=00.85521.015V2-4.745V+3.678=0.7.63V2-8.14V+21.300.252V2+3.395V-17.622=0V2+13.47V-69.93=0V2+13.47V+（13.47/2）2=69.93+（13.47/2）2（V+13.47/2）2=69.93+(6.735)2V+6.737=√ 69.93+45.36V=10.735-6.735=4.0003α=1.015*4.0003-3.7489=0.3114β=4.696-1.02*4.0003=0.615γ=V-0.981=4.0003-0.981=3.0193δ=1.01V-4.0003=4.0403-4.0003=0.04出口水：H2O=3.3174-δ=3.3174-（1.01V-2.804）=2.081 CH4=0.005N2=0.03122出口湿基总和为：6.45795出口湿转化气组成为：CO2 CO H2 CH4 N2 H2O ∑0.0482 0.0952 0.4675 0.0619 0.0048 0.3222 0.9998出口干基总和0.3114+0.615+3.0193+0.005+0.03122=3.98129 CO2 CO H2 CH4 N2 ∑7.82 15.445 75.8252 0.1256 0.784 99.9998计算甲烷蒸汽转化平衡常数K1值：K1=Vco*V3H2/V CH4*V H2O*P2=0.0952*（0.4675）3 /0.0619*0.3222*（15）2=0.009727/0.019944*225=109.736查出平衡温度为780℃＜850℃，计算符合要求。

天然气制氢方法

天然气制氢方法
随着环保意识的加强以及对石油资源的需求日益增加，天然气制氢成为了一种备受关
注的替代能源。

天然气制氢方法主要有热裂解法、催化裂解法和重整法等。

一、热裂解法
热裂解法是将天然气在高温下分解为氢气和碳，常用反应温度在800度至1000度之间。

热裂解反应的主要反应为:
CH4 -> H2 + C
这个反应式说明，一摩尔的甲烷经过热裂解得到一摩尔的氢和一摩尔的碳。

这种方法
是简单、易行的，但同时生成大量的碳，这种碳加工困难，处理成本高，而且会加大环境
污染，所以具有局限性。

二、催化裂解法
催化裂解法是在催化剂的作用下将天然气在低温下分解为氢气和碳。

由于反应温度较低，能量损失小。

催化剂通常是钯、铂、铑等贵金属催化剂。

催化裂解反应的主要反应
为:
三、重整法
重整法是利用天然气进行催化重整反应，其原理是将天然气与水蒸气加热至高温，经
过反应后得到大量的氢气和一定量的CO2。

重整反应通常采用镍为催化剂。

重整反应的主
要反应式为:
这个反应式说明，一摩尔的甲烷经过重整反应，得到三摩尔的氢，一摩尔的CO和一摩尔的CO2。

重整法能够有效地制氢，且二氧化碳的排放量可以通过后处理技术进行控制和
减少，达到较好的环保效果，因此目前重整法是比较成熟的天然气制氢方法之一。

天然气直接裂解制氢与碳材料工艺

天然气直接裂解制氢与碳材料工艺展开全文甲烷直接裂解制氢过程，不产生CO和CO2，所得到的氢气产品，可用于PEMFC质子膜燃料电池等对燃料中C含量要求严格的系统。

纯氢燃烧无污染性，被美国能源部批准为目前唯的供燃料电池汽车使用的燃料。

该类氢气的制备及 PEMFC电池的研究是国际上近年来十分重要的研究方向。

甲烷直接裂解过程既可只生产气体产品，也可以生成气体产品与固体产品(碳纳米材料，包括碳纳米管、石墨烯或碳纳米纤维)。

后一过程又被称为制备碳纳米材料的化学气相沉积过程。

这类碳纳米材料可以用于金属、高分子或陶瓷等的结构增強材料，催化材料与吸附材料或导电材料，用途广泛，是当今纳米科技发展的热点。

甲烷裂解制备氢气的方程式如下：甲烷分子具有sp3杂化的正四面体结构，具有非常高的稳定性，表现为不易与其他物质反应，很难被热裂解和催化剂裂解。

热力学计算(图2-7)表明，当以石墨为最终碳生成物的形态，气态产品为氢气时，在600K时，甲烷才开始转化，并且随着温度的升高转化率升高。

欲得到90%以上的转化率，理论上的最低温度约为1073K。

图2-7甲烷裂解的热力学特征制氢气工艺催化剂与甲烷的水蒸气转化等过程相似，甲烷高温下直接裂解制氢的催化剂主要是铁、钴、镍等过渡金属负载型催化剂，以及活性炭或金属氧化物。

金属负载型催化剂的结构类似于甲烷水蒸气转化过程的催化剂。

事实上，甲烷水蒸气转化过程如果不通水或通水量不足，甲烷在催化剂上形成碳化物，碳就会自然沉积出来，形成碳纳米材料产品[3。

4]。

因此，金属负载型催化剂的设计方面既有特殊性，也有共性。

而活性炭与各类金属氧化物均属于该过程独有的催化剂。

如用活性炭作催化剂裂解甲烷(产品为炭黑)在950℃的温度下，甲烷转化率为28%左右，催化剂寿命大于4h。

而使用氧化镁或水滑石则可以生成石墨烯与氢气产品。

如果在氧化镁或水滑石上负载金属则可以生成石墨烯或与碳纳米管的杂化物。

该过程中的气体产品均为纯净氢气。

天然气制氢工艺流程（天然气制氢流程图）

天然⽓制氢⼯艺流程（天然⽓制氢流程图）历史 2020-05-24 15:35:32 共10个回答天然⽓制氢⼯艺流程主要包括净化系统与转化系统和提纯系统.净化系统主要包括对原料⽓的烯烃、含硫进⾏净化(原因是转化催化剂的敏感).转化系统主要是以净化⽓、蒸汽在转化催化剂的作⽤下,转化成氢⽓、CO/CO2,然后经过以Fe3O4为催化剂使得CO转化成C02和氢⽓,最后经过净化系统,得到纯度较⾼的氢⽓.天然⽓制氢由天然⽓蒸汽转化制转化⽓和变压吸附(PSA)提纯氢⽓(H2)两部分组成,压缩并脱硫后天然⽓与⽔蒸汽混合后,在镍催化剂的作⽤下于820~950℃将天然试读结束,如需阅读或下载,请点击购买>原发布者:黄俊⽣L-CNG加⽓站⼯艺流程1、卸车流程:在加⽓站将LNG从糟车内转移⾄加⽓站LNG储罐;2、调压流程:卸车天然⽓制氨.天然⽓先经脱硫,然后通过⼆次转化,再分别经过⼀氧化合成氨重要下游尿素碳变换、⼆氧化碳脱除等⼯序,得到的氮氢混合⽓,其中尚含有⼀氧化碳和⼆氧化碳约0.10.3体积),经甲烷化作⽤除去后,制得氢氮摩尔⽐为3的纯净⽓,经压缩机压缩⽽进⼊氨合成回路,制得产品氨.以⽯脑油为原料的合成氨⽣产流程与此流程相似.天然⽓蒸汽转化制氢是⼀种制氢⼯艺⽅案,⼀般包括天然⽓压缩、脱硫、转化、中温变换、PSA裂解制氢等制氢成本较低,⼀次性投资就是净化⼏个⼯序,相对与⽔电解制氢、氨分解制氢、甲醇裂解制氢⼀次性投⼊以上相关设备,完成以上⼯艺制成.这个反应是可逆反应吧,根据增加反应物浓度可以使反应速率增⼤和使反应向正向移动,这样就使⽣成的氢更多.⽐例的话⾃然是甲烷多越好,增⼤反应的⾯积,充分反应,但也不能太多了,连⽔都不⾜了,也是不妥当的.这个上限⼤概不能超过5吧(1)硫化氢是酸性⽓体,可以和碱氢氧化铁发⽣中和反应:3H2S+2Fe(OH)3→Fe2S3+(4)上述流程图第三处循环使⽤的物质是氮⽓和氢⽓,即,故答案为:;(5)设合成氨的⼯业简述合成氨⼯业的简要流程图:(1)原料⽓的制取.N2:将空⽓液化、蒸发分离出N2,或将空⽓中的O2与碳作⽤⽣成CO2,除去CO2后得N2.H2:⽤⽔和肯定是电解⽔制氢.因为天然⽓制氢⼯艺流程⼗分复杂,有原料⽓处理、蒸汽转化、⼀氧化碳变换和氢⽓提纯(详细的步骤在这就不做解释了),但是可以制造出⼤量氢⽓,是⼀种⼯业制法,但成本能耗肯定⼤于电解⽔制氢.(1)3H2S+2Fe(OH)3===Fe2S3+6H2O(2)CH4+H2OCO+3H2(3)Fe(OH)3(4)b。

天然气制氢的基本原理及工业技术进展

天然⽓制氢的基本原理及⼯业技术进展天然⽓制氢的基本原理及⼯业技术进展⼀、天然⽓蒸汽转化的基本原理1. 蒸汽转化反应的基本原理天然⽓的主要成分为甲烷，约占90%以上，研究天然⽓蒸汽转化原理可以甲烷为例来进⾏。

甲烷蒸汽转化反应为⼀复杂的反应体系，但主要是蒸汽转化反应和⼀氧化碳的变换反应。

主反应:CH+HO===CO+3H 422CH+2HO===CO+4H 4222CH+CO===2CO+2H 422CH+2CO===3CO+H+HO 4222CH+3CO===4CO+2HO 422CO+HO===CO+H 222副反应:CH===C+2H422CO===C+CO 2CO+H===C+HO 22副反应既消耗了原料，并且析出的炭⿊沉积在催化剂表⾯将使催化剂失活，因此必须抑制副反应的发⽣。

转化反应的特点如下:1) 可逆反应在⼀定的条件下，反应可以向右进⾏⽣成CO1/8页和H，称为正反应;随着⽣成物浓度的增加，反应也可以向2左进⾏，⽣成甲烷和⽔蒸⽓，称为逆反应。

因此⽣产中必须控制好⼯艺条件，是反应向右进⾏，⽣成尽可能多的CO和H。

22) ⽓体体积增⼤反应⼀分⼦甲烷和⼀分⼦⽔蒸⽓反应后，可以⽣成⼀分⼦CO和三分⼦H，因此当其他条件确定时，降低2压⼒有利于正反应的进⾏，从⽽降低转化⽓中甲烷的含量。

3) 吸热反应甲烷的蒸汽转化反应是强吸热反应，为了使正反应进⾏的更快、更彻底，就必须由外界提供⼤量的热量，以保持较⾼的反应温度。

4) ⽓-固相催化反应甲烷的蒸汽转化反应，在⽆催化剂的参与的条件下，反应的速度缓慢。

只有在找到了合适的催化剂镍，才使得转化的反应实现⼯业化称为可能，因此转化反应属于⽓-固相催化反应。

2. 化学平衡及影响因素3. 反应速率及影响速率在没有催化剂的情况时，即使在相当⾼的温度下，甲烷蒸汽转化反应的速率也是很慢的。

当有催化剂存在时，则能⼤⼤加快反应速率;甲烷蒸汽转化反应速率对反应温度升⾼⽽加快，扩散作⽤对反应速率影响明显，采⽤粒度较⼩的催化剂，减少内扩散的影响，也能加快反应速率。

利用天然气做燃料的化学方程式

利用天然气做燃料的化学方程式
天然气是一种以氢、氦、甲烷和少量其它成分（如乙烷）为主要成分的混合气体，它由多种不同化学物质构成，这些物质之间可能形成反应而生成新的物质。

因此，天然气利用作燃料的化学方程式可以表示为：
CxHy + O2 → CO2 + H2O + energy (heat)
其中，CxHy 是一种碳氢化合物，例如甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）等；O2 表示氧气；CO2 表示二氧化碳；H2O 表示水；energy 表示热量。

由此可见，利用天然气做燃料时，它在高温下将与氧气相反应，生成大量的热量，同时产生二氧化碳和水，这种反应称为燃烧反应，即CxHy + O2 → CO2 + H2O + energy。

在实际使用过程中，在加上其它反应副产物，如一氧化碳（CO）、氮气（N2）、硫化氢（H2S）等，利用天然气做燃料的化学方程式可以表示为：
CxHy + O2 → CO2 + H2O + CO + N2 + H2S + energy 从这个化学方程式可以看出，当天然气作为燃料时，燃烧反应会产生大量的热量，同时也会产生一些有害物质，如二氧化碳、一氧化碳、氮气和硫化氢等，因此，使
用天然气作为燃料时，要注意避免排放大量有害物质，以保护环境。