DE102004030246A1 - Producing hydrogen by steam reforming comprises preheating boiler feed water going to a deaerator by heat exchange with the water leaving the deaerator - Google Patents

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Abstract

Producing hydrogen by steam reforming comprises reacting a mixture of steam and hydrocarbons on a catalyst in a reformer to produce hydrogen-rich synthesis gas, generating steam from deaerated boiler feed water by heat exchange with the synthesis gas in a steam boiler, and preheating the water going to the deaerator by heat exchange with the water leaving the deaerator. An independent claim is also included for apparatus for producing hydrogen by steam reforming, comprising a reformer for reacting a mixture of steam and hydrocarbons on a catalyst to produce hydrogen-rich synthesis gas, a steam boiler (3) for generating steam from deaerated boiler feed water by heat exchange with the synthesis gas, a heated deaerator (1) for deaerating the boiler feed water, and a heat exchanger (2) with an inlet for water going to the deaerator and an oulet for water leaving the deaerator.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Wasserstoff durch Dampfreformierung sowie eine Vorrichtung zur Umsetzung des Verfahrens.The The invention relates to a process for the recovery of hydrogen Steam reforming and a device for implementing the method.

Der jährliche weltweite Bedarf an Wasserstoff beträgt ca. 50 Mio. Tonnen, zu deren Gewinnung rund 180 Mio. Tonnen Kohlenwasserstoffe (gerechnet als CH4-Äquivalent) benötigt werden. Der überwiegende Anteil wird durch die Umsetzung eines Kohlenwasserstoffes mit Wasserdampf in ein wasserstoffreiches Synthesegas und einer nachfolgenden Abtrennung des Wasserstoffs gewonnen. Das technisch dominierende Wasserstoffgewinnungsverfahren ist die katalytische Dampfreformierung. Dabei wird ein Gemisch aus einem Kohlenwasserstoff und Wasserdampf in Gegenwart eines Katalysators in einem Reformer bei Temperaturen von 800–900°C in ein wasserstoffreiches Synthesegas umgesetzt. Der Katalysator befindet sich dabei in Reformerrohren des Reformers, die von außen durch eine Feuerung beheizt werden. Den Reformer verlassen zwei Gasströme, nämlich das erzeugte Synthesegas mit einer Temperatur von etwa 800–900°C und ein Rauchgasstrom mit einer Temperatur von etwa 950–1050°C. Beide Ströme werden einer Wärmenutzung in Form der Dampferzeugung zugeführt. Der gewonnene Dampf wird hauptsächlich zu drei verschiedenen Zwecken eingesetzt:

  • 1. als Reaktionspartner für die Umsetzung der Kohlenwasserstoffe in ein wasserstoffreiches Synthesegas (Zufuhr zum Reformer),
  • 2. zur Aufbereitung des einem Dampfkessel zur Dampferzeugung zuzuführenden Kesselspeisewassers durch Erwärmen und Entgasen sowie
  • 3. als Exportdampf für externe Nutzung.
The annual global demand for hydrogen is approximately 50 million tons, which requires around 180 million tons of hydrocarbons (calculated as CH 4 equivalents). The predominant portion is obtained by the reaction of a hydrocarbon with water vapor in a hydrogen-rich synthesis gas and a subsequent separation of the hydrogen. The technically dominant hydrogen recovery process is catalytic steam reforming. In this case, a mixture of a hydrocarbon and water vapor is reacted in the presence of a catalyst in a reformer at temperatures of 800-900 ° C in a hydrogen-rich synthesis gas. The catalyst is located in reformer tubes of the reformer, which are heated from the outside by a furnace. The reformer leave two gas streams, namely the generated synthesis gas having a temperature of about 800-900 ° C and a flue gas stream having a temperature of about 950-1050 ° C. Both streams are fed to heat utilization in the form of steam generation. The recovered steam is mainly used for three different purposes:
  • 1. as a reaction partner for the conversion of the hydrocarbons into a hydrogen-rich synthesis gas (feed to the reformer),
  • 2. for the treatment of a steam boiler to be supplied steam production boiler feed water by heating and degassing and
  • 3. as export steam for external use.

2 zeigt den mit der Dampferzeugung befassten Teil einer herkömmlichen Anlage in schematischer Darstellung. Diese Anlage hat einen Entgaser 1, einen Dampfkessel 3, einen Kesselspeisewasservorwärmer 4 und einen Synthesegaskühler 5. I bezeichnet einen Kesselspeisewasserstrom, der aus üblicherweise zuvor aufbereitetem Leitungswasser besteht und in den Entgaser 1 zugeführt wird. Der Entgaser 1 wird mittels Dampf VII aus dem Dampfkessel 3 beheizt, wobei das im Entgaser vorliegende Wasser durch Sieden im Entgaser 1 entgast wird. 2 shows the part of a conventional plant involved in steam generation in a schematic representation. This plant has a degasser 1 , a steam boiler 3 , a boiler feedwater pre-heater 4 and a syngas cooler 5 , I denotes a boiler feedwater stream consisting of usually previously treated tap water and into the degasser 1 is supplied. The degasser 1 is made by steam VII from the boiler 3 heated, wherein the water present in the degasser by boiling in the degasser 1 is degassed.

Das entgaste Kesselspeisewasser fließt als Stoffstrom III zu einem Kesselspeisewasservorwärmer 4, der als ein Wärmetauscher ausgebildet ist und mit vom Dampfkessel 3 austretendem Synthesegas VIII beheizt ist. Das so vorgewärmte Kesselspeisewasser V wird dem Dampfkessel 3 zugeführt. Dem Dampfkessel 3 wird vom Reformer kommendes Synthesegas VI zugeführt und erhitzt das zugeführte entgaste Kesselspeisewasser V zur Bildung des Dampfs VII.The degassed boiler feedwater flows as stream III to a boiler feedwater pre-heater 4 , which is designed as a heat exchanger and with the steam boiler 3 exiting synthesis gas VIII is heated. The thus preheated boiler feed water V is the steam boiler 3 fed. The boiler 3 is supplied from the reformer next synthesis gas VI and heats the supplied degassed boiler feed water V to form the vapor VII.

Das Synthesegas, das einen Teil seiner Wärme im Dampfkessel abgegeben hat, verlässt diesen als Stoffstrom VIII, passiert den zuvor erwärmten Kesselspeisewasservorwärmer 4 und gibt dabei weitere Wärme ab, so dass es als Stoffstrom IX den Kesselspeisewasservorwärmer 4 verlässt. In diesem Zustand ist das Synthesegas jedoch für die Abtrennung des Wasserstoffs in der Regel noch zu heiß, so dass der Stoffstrom IX durch einen Synthesegaskühler 5 geführt wird, mit dem Kühlwasserstrom XI abgekühlt wird, um als Synthesegasstrom X der weiteren Verarbeitung zugeführt zu werden.The synthesis gas, which has given off some of its heat in the boiler, leaving it as stream VIII, passes the previously heated boiler feedwater pre-heater 4 and gives off more heat, so that it as stream IX the boiler feedwater pre-heater 4 leaves. In this state, however, the synthesis gas is usually too hot for the separation of the hydrogen, so that the stream IX through a syngas cooler 5 is cooled with the cooling water flow XI is cooled to be supplied as synthesis gas flow X for further processing.

Die energetische und ökologische Bilanz des Verfahrens wird dabei durch das Verhältnis der eingesetzten Energie (z.B. Erdgas als Kohlenwasserstoff) zur abgegebenen Energie (Wasserstoff + Exportdampf) bestimmt.The energetic and ecological The balance of the process is determined by the ratio of the energy used (e.g., natural gas as a hydrocarbon) to the released energy (hydrogen + Export steam).

Bei dieser herkömmlichen Auslegung ergibt sich eine Verteilung der erzeugten Wasserdampfmenge auf die drei hauptsächlichen Verwendungen in etwa wie folgt:
48% für die katalytische Umsetzung des Kohlenwasserstoffes (d.h. als Einsatzstoff im Reformer),
15% für die Erwärmung und Entgasung des Kesselspeisewassers im Entgaser und
37% für die externe Verwendung, d.h. der Exportdampf.In this conventional design, a distribution of the amount of steam generated to the three main uses is approximately as follows:
48% for the catalytic conversion of the hydrocarbon (ie as feedstock in the reformer),
15% for the heating and degassing of the boiler feed water in the degasser and
37% for external use, ie export steam.

In verschiedenen Anwendungen in Anlagen, die den erzeugten Wasserstoff benötigen, gibt es auch unterschiedlichen Bedarf an Exportdampf. Mit der herkömmlichen Verfahrens- bzw. Vorrichtungsauslegung lässt sich der Anteil des Exportdampfs an der gesamten erzeugten Wasserdampfmenge jedoch kaum steigern.In various applications in plants that produce the hydrogen need, There is also a different demand for export steam. With the conventional Process or device design can be the proportion of export steam but hardly increase in the total amount of water vapor produced.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu dessen Umsetzung vorzuschlagen, mit dem sich der Anteil an Exportdampf an der erzeugten Wasserdampfmenge steigern lässt.In contrast, the invention has for its object to provide a method and an apparatus for the implementation, with which the share of export steam in the amount of steam produced can be increased.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren nach Anspruch 1 sowie einer Vorrichtung nach Anspruch 7 gelöst. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass dem Entgaser zuzuführende Kesselspeisewasser durch Wärmeaustausch mit dem aus dem Entgaser austretendem entgasten Kesselspeisewasser vor Eintritt in den Entgaser vorzuwärmen. Durch diese Maßnahme lässt sich die dem Entgaser insgesamt zuzuführende Dampfmenge deutlich reduzieren. Das durch den Wärmeaustausch mit dem zuzuführenden Kesselspeisewasser abgekühlte entgaste Kesselspeisewasser wird im Wärmeaustausch mit dem Synthesegas vor Eintritt in den Dampfkessel vorgewärmt, wobei die dort im Synthesegas vorliegende Wärme ohnehin zur Verfügung steht und nicht weitergenutzt wird, sondern üblicherweise in einen Synthesegaskühler abgeführt werden muss, um die weitere Aufbereitung des Synthesegases (Abtrennung des Wasserstoffs) zu ermöglichen.These The object is achieved by a method according to claim 1 and a device solved according to claim 7. According to the invention, it is provided that to be supplied to the degasser Boiler feed water through heat exchange with the degassed boiler feed water leaving the degasser to preheat before entering the degasser. This measure can be the total to be supplied to the degasser Reduce the amount of steam significantly. That by the heat exchange with the zuzuführenden Boiler feed water cooled Degassed boiler feed water is in heat exchange with the synthesis gas preheated before entering the boiler, where the there in the synthesis gas present heat available anyway is and continues to be used, but usually be discharged into a synthesis gas cooler to continue the treatment of the synthesis gas (separation of hydrogen).

Durch die erfindungsgemäße Vorgehensweise ergibt sich die nachfolgend aufgeführte ungefähre Verwendung der gesamten erzeugten Dampfmenge wie folgt:
48% für den katalytischen Prozess (unverändert),
4% für die Erwärmung und Entgasung des Kesselspeisewassers und
48% für die externe Verwendung, d.h. als Exportdampf.By the procedure according to the invention, the following approximate use of the total amount of steam produced results as follows:
48% for the catalytic process (unchanged),
4% for the heating and degassing of the boiler feed water and
48% for external use, ie as export steam.

Somit lässt sich die Energiebilanz des Verfahrens wesentlich verbessern. Sie beträgt bei der Erfindung ca. 81% der eingesetzten Energie zur abgegebenen Energie (Wasserstoff + Exportdampf) gegenüber dem herkömmlichen Verfahren, bei dem die Energiebilanz ca. 77% der eingesetzten Energie zur abgegebenen Energie beträgt.Consequently let yourself significantly improve the energy balance of the process. It is at the Invention about 81% of the energy used to the energy delivered (Hydrogen + export steam) over the conventional one Process in which the energy balance about 77% of the energy used to the energy delivered.

Die Erfindung hat den weiteren Vorteil, dass das aus dem Entgaser austretende entgaste Kesselspeisewasser nach dem Wärmeaustausch mit dem Zufuhrwasser mit einer deutlich niedrigeren Temperatur dem Kesselspeisewasservorwärmer zugeführt wird. Im Wärmeaustausch mit dem Synthesegas zur Vorwärmung des Kesselspeisewassers vor der Zufuhr in den Dampfkessel wird somit das Synthesegas stärker abgekühlt und die an dem Synthesegaskühler abzuführende Wärmemenge ist kleiner. Damit kann auch der Verbrauch an Kühlwasser im Synthesegaskühler vermindert werden.The Invention has the further advantage that emerging from the degasser Degassed boiler feed water after heat exchange with the feed water is fed to the boiler feedwater pre-heater at a significantly lower temperature. In the heat exchange with the synthesis gas to preheat the Boiler feed water before being fed to the boiler thus becomes the synthesis gas stronger cooled and the at the syngas cooler dissipated heat is smaller. This can also reduce the consumption of cooling water in the syngas cooler become.

Hinsichtlich der Vorrichtung, die einen Wärmeaustauscher zwischen Kesselspeisewasserzufuhr und Kesselspeisewasser aus dem Entgaser hat, liegt ferner ein anlagentechnischer Vorteil, denn die dort vorliegenden Temperaturniveaus gestatten die Verwendung einfacher Wärmetauscher. Zudem ist der Eingriff in die Leitungsführung gegenüber dem herkömmlichen Anlagenaufbau gering, d.h. es sind nur wenige Änderungen der Leitungsverläufe erforderlich. Somit lässt sich mit geringen Mitteln und geringen Investitionskosten eine deutliche Verbesserung der Energieausbeute des Verfahrens erreichen.Regarding the device, which is a heat exchanger between boiler feed water and boiler feed water from the Entgaser has, is also a plant advantage, because the temperature levels present there allow the use simple heat exchanger. In addition, the interference with the cable routing over the conventional Plant construction low, i. only a few changes in the line characteristics are required. Thus lets with a small budget and low investment costs a clear Improve the energy yield of the process.

Beispielsrechnungen zeigen, dass sich, abhängig von dem Wert des Exportdampfs, sehr kurze Amortisationszeiten für den zusätzlichen Wärmetauscher ergeben.Sample calculations show that, depending from the value of the export steam, very short payback times for the additional heat exchangers result.

In dem üblichen Dampfreformierungsverfahren wird das Synthesegas nach Passieren des Dampfkessels durch einen sogenannten CO-Shift-Converter geführt, indem in dem Synthesegas enthaltenes Kohlenmonoxid in einer exothermen Reaktion umgesetzt wird. Folglich wird der Kesselspeisewasservorwärmer üblicherweise so angeordnet, dass er von dem den CO-Shift-Converter verlassenen Synthesegas durchströmt wird. Dabei kann die durch die exotherme Reaktion im CO-Shift-Converter erzeugte Wärme, die sich als Temperaturerhöhung des Synthesegases niederschlägt, zur Vorwärmung des Kesselspeisewassers genutzt werden. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen niedergelegt.In the usual Steam reforming process will pass the syngas after passing of the boiler by a so-called CO shift converter led by in the syngas carbon monoxide contained in an exothermic Reaction is implemented. As a result, the boiler feedwater pre-heater becomes common arranged so that he left from the CO shift converter Flows through synthesis gas becomes. It can be due to the exothermic reaction in the CO shift converter generated heat, which turns out to be a temperature increase of the synthesis gas, for preheating of the boiler feed water. Further advantageous embodiments of the invention are in the dependent claims resigned.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt:The Invention will be described below with reference to a preferred embodiment explained in more detail with reference to the drawing. It shows:

1 schematisch den mit der Dampferzeugung befassten Teil einer Dampfreformierungsanlage gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und 1 1 schematically shows the part of a steam reforming plant involved in steam generation according to an embodiment of the invention; and

2 einen entsprechenden Anlagenausschnitt aus einer herkömmlichen Anlage. 2 a corresponding plant section from a conventional plant.

In 1, in der die gleichen Bezugszeichen für gleiche Elemente verwendet werden, wie in der zuvor erläuterten 2, ist ein Ausführungsbeispiel eines mit der Dampferzeugung befassten Abschnitts einer Dampfreformierungsanlage schematisch gezeigt. Die Anlage hat einen Entgaser 1, einen Dampfkessel 3, einen Kesselspeisewasservorwärmer 4, einen Synthesegaskühler 5, sowie einen Kesselspeisewasserwärmetauscher 2. Das als aufbereitetes Leitungswasser vorliegende Kesselspeisewasser (Stoffstrom I) wird über den Kesselspeisewasserwärmetauscher 2 als Stoffstrom II dem Entgaser 1 zugeführt. Das zu entgasende Wasser wird im Entgaser 1 etwa bei Siedetemperatur gehalten und auf diese Weise entgast. Die abgetrennten Gase sowie ein geringfügiger Wasserdampfstrom verlassen den Entgaser. Aus dem Entgaser 1 wird entgastes Kesselspeisewasser als Stoffstrom III mit in etwa Siedetemperatur abgezogen. Das heiße entgaste Kesselspeisewasser passiert den Kesselspeisewasserwärmetauscher 2 und wird als Stoffstrom IV mit niedriger Temperatur, die geringfügig oberhalb der Kesselspeisewasserzufuhrtemperatur liegt, zum Kesselspeisewasservorwärmer 4 geführt. Dort wird das entgaste Kesselspeisewasser durch Wärmeaustausch mit dem Synthesegas, das als Stoffstrom VIII in den Kesselspeisewasservorwärmer eintritt, auf die Zufuhrtemperatur zum Dampfkessel 3 erhitzt und diesem als Stoffstrom V zugeführt.In 1 in which the same reference numerals are used for the same elements as in the above explained 2 1, an embodiment of a steam generating section of a steam reforming plant is shown schematically. The plant has a degasser 1 , a steam boiler 3 , a boiler feedwater pre-heater 4 , a syngas cooler 5 , as well as a boiler feedwater heat exchanger 2 , The boiler feed water present as treated tap water (material flow I) is supplied via the boiler feed water heat exchanger 2 as stream II the degasser 1 fed. The water to be degassed is in the degasser 1 held at about boiling and degassed in this way. The separated gases and a slight steam flow leave the degasser. From the degasser 1 Degassed boiler feed water is withdrawn as stream III with approximately boiling point. The hot degassed boiler feedwater passes through the boiler feedwater heat exchanger 2 and becomes a boiler feed water pre-heater as the low temperature stream IV, which is slightly above the boiler feed water temperature 4 guided. There, the degassed boiler feed water is converted to the feed temperature to the boiler by heat exchange with the synthesis gas entering the boiler feedwater pre-heater as stream VIII 3 heated and this supplied as a stream V.

Der Dampfkessel 3 wird mindestens mit vom Reformer kommendem heißen Synthesegas (Stoffstrom VI) beheizt, wobei das Synthesegas Temperaturen von 800–900°C hat. Zusätzlich, in 1 jedoch nicht gezeigt, wird auch das von der Feuerung des Reformers kommende Rauchgas in den Dampfkessel geführt. Im Dampfkessel 3 wird das zugeführte entgaste Kesselspeisewasser V verdampft und verlässt den Dampfkessel als Dampfstrom VII.The steam boiler 3 is at least heated by the reformer coming hot syngas (stream VI), wherein the synthesis gas has temperatures of 800-900 ° C. In addition, in 1 however, not shown, the flue gas coming from the furnace of the reformer is also fed into the boiler. In the steam boiler 3 the supplied degassed boiler feed water V is evaporated and leaves the steam boiler as vapor stream VII.

Dieser Dampfstrom VII wird gemäß den Erfordernissen der Dampfreformierungsanlage verteilt und der Dampfüberschuss wird als Exportdampf an andere Abnehmer abgegeben. Ein großer Teil des Dampfs wird dem Reformer als Einsatzstoff wieder zugeführt und ein geringer Teilstrom des Dampfes wird benutzt, um das im Entgaser 1 vorliegende, zu entgasende Kesselspeisewasser auf der Siedetemperatur zu halten. Durch die zuvor beschriebene Vorwärmung des dem Entgaser zugeführten Kesselspeisewassers kann diese Dampfmenge gegenüber herkömmlichen Verfahren deutlich reduziert werden.This vapor stream VII is distributed according to the requirements of the steam reforming plant and the excess steam is released as export steam to other customers. A large part of the steam is fed back to the reformer as feedstock and a small portion of the steam is used in the degasser 1 present to be degassed boiler feed water to the boiling point. As a result of the previously described preheating of the boiler feed water supplied to the degasser, this amount of steam can be significantly reduced compared to conventional methods.

Das den Dampfkessel 3 verlassende Synthesegas (Stoffstrom VI–II) passiert den Kesselspeisewasservorwärmer 4, der das Kesselspeisewasser vorwärmt. Dabei wird das Synthesegas abgekühlt und verlässt als Stoffstrom IX den Kesselspeisewasservorwärmer und tritt in den Synthesegaskühler 5 ein, wo es durch einen Kühlwasserstrom XI auf eine geeignete Temperatur zur weiteren Verarbeitung abgekühlt wird. Der so abgekühlte Synthesegasstrom X wird der weiteren Verarbeitung zugeführt.That the boiler 3 leaving synthesis gas (stream VI-II) passes through the boiler feedwater pre-heater 4 , which preheats the boiler feed water. In the process, the synthesis gas is cooled and leaves the boiler feedwater pre-heater as stream IX and enters the synthesis gas cooler 5 where it is cooled by a cooling water flow XI to an appropriate temperature for further processing. The thus cooled synthesis gas stream X is supplied for further processing.

Beispielhaft ergeben sich hierbei die folgenden Temperaturen: Stoffstrom I ca. 20°C Stoffstrom II ca. 95°C Stoffstrom III ca. 105°C Stoffstrom IV ca. 30°C Stoffstrom V ca. 200°C Stoffstrom VI ca. 850°C Stoffstrom VIII ca. 330°C Stoffstrom X ca. 30°C By way of example, the following temperatures result: Material flow I about 20 ° C Material flow II about 95 ° C Material flow III about 105 ° C Material flow IV about 30 ° C Material flow V about 200 ° C Material flow VI about 850 ° C Stream VIII about 330 ° C Material flow X about 30 ° C

Die in dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 gezeigte Anordnung des Kesselspeisewasserwärmetauschers kann in unmittelbarer Nähe des Entgasers vorgesehen werden, so dass nur eine geringfügige Änderung einer herkömmlichen Leitungsführung sowie der Einsatz eines einfaches Wärmetauschers genügen, um die Energieausbeute des Systems zu verbessern. Neben dem Vorteil der verbesserten Energieausbeute sind die für die Verbesserung erforderlichen Mehrkosten gering.The in the embodiment according to 1 shown arrangement of the boiler feedwater heat exchanger can be provided in the immediate vicinity of the degasser, so that only a slight change in a conventional wiring and the use of a simple heat exchanger are sufficient to improve the energy yield of the system. In addition to the advantage of improved energy yield, the additional costs required for the improvement are low.

Claims (12)

Verfahren zur Gewinnung von Wasserstoff durch Dampfreformierung, mit den Schritten Umsetzen von einem Gemisch aus Wasserdampf und Kohlenwasserstoffen an einem Katalysator in einem Reformer zu einem wasserstoffreichen Synthesegas, Erzeugen von Wasserdampf aus entgastem Kesselspeisewasser in einem Dampfkessel (3) durch Wärmeaustausch mit mindestens dem Synthesegas, gekennzeichnet durch Vorwärmen des einem beheizten Entgaser (1) zuzuführenden Kesselspeisewassers (I) durch Wärmeaustausch mit aus dem Entgaser (1) austretendem entgastem Kesselspeisewasser (III).A process for recovering hydrogen by steam reforming, comprising reacting a mixture of steam and hydrocarbons on a catalyst in a reformer to produce a hydrogen-rich synthesis gas, producing steam from degasified boiler feed water in a steam boiler ( 3 ) by heat exchange with at least the synthesis gas, characterized by preheating of a heated degasser ( 1 ) to be supplied boiler feed water (I) by heat exchange with the degasser ( 1 ) discharged degassed boiler feed water (III). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das entgaste Kesselspeisewasser (IV) vor Eintritt in den Dampfkessel (3) im Wärmeaustausch mit dem Synthesegas (VIII) vorgewärmt wird.A method according to claim 1, characterized in that the degassed boiler feed water (IV) before entering the steam boiler ( 3 ) is preheated in heat exchange with the synthesis gas (VIII). Verfahren nach Anspruch 2, ferner mit dem Schritt des Umsetzens von Kohlenmonoxid in dem Synthesegas in einem CO-Shift-Converter, wobei aus dem CO-Shift-Converter austreten des Synthesegas das entgaste Kesselspeisewasser (IV) durch Wärmeaustausch vorwärmt.The method of claim 2, further comprising the step reacting carbon monoxide in the synthesis gas in a CO shift converter, being discharged from the CO shift converter exit the synthesis gas that Boiler feed water (IV) through heat exchange preheats. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Entgaser (1) mit in dem Dampfkessel (3) erzeugtem Dampf (VII) beheizt wird.Method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the degasser ( 1 ) in the steam boiler ( 3 ) generated steam (VII) is heated. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kesselspeisewasser (I, IV) zum Wärmeaustausch mit dem entgasten Kesselspeisewasser (III) oder dem Synthesegas (VIII) im Gegenstrom geführt wird.Method according to claim 1, 2 or 3, characterized that the boiler feed water (I, IV) for the heat exchange with the degassed Boiler feed water (III) or the synthesis gas (VIII) in countercurrent guided becomes. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Synthesegas (IX) nach dem Wärmeaustausch mit dem entgasten Kesselspeisewasser (IV) in einem Synthesegaskühler (5) abgekühlt wird.Method according to one or more of the preceding claims 1 to 5, characterized in that the synthesis gas (IX) after the heat exchange with the degassed boiler feed water (IV) in a synthesis gas cooler ( 5 ) is cooled. Vorrichtung zur Gewinnung von Wasserstoff durch Dampfreformierung, mit einem Reformer zum Umsetzen von einem Gemisch aus Wasserdampf und Kohlenwasserstoffen an einem Katalysator in zu einem wasserstoffreichen Synthesegas, einem Dampfkessel (3) zum Erzeugen von Wasserdampf aus entgastem Kesselspeisewasser (V) durch Wärmeaustausch mit mindestens dem Synthesegas (VI), und einem beheizten Entgaser (1) zum Entgasen von Kesselspeisewasser (I), gekennzeichnet durch einen Wärmetauscher (2), der mit einem Zulauf (I) für Kesselspeisewasser zum Entgaser (1) und einem Ablauf (III) für entgastes Kesselspeisewasser von dem Entgaser (1) verbunden ist.Apparatus for recovering hydrogen by steam reforming, comprising a reformer for reacting a mixture of water vapor and hydrocarbons on a catalyst into a hydrogen-rich synthesis gas, a steam boiler ( 3 ) for generating steam from degassed boiler feed water (V) by heat exchange with at least the synthesis gas (VI), and a heated degasser ( 1 ) for degassing boiler feed water (I), characterized by a heat exchanger ( 2 ) with an inlet (I) for boiler feed water to the degasser ( 1 ) and a discharge (III) for degassed boiler feed water from the degasser ( 1 ) connected is. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen Wärmetauscher (4), der mit einem Zulauf (IV) für entgastes Kesselspeisewasser zu dem Dampfkessel (3), und mit einer das Synthesegas (VIII) führenden Leitung verbunden ist.Apparatus according to claim 7, characterized by a heat exchanger ( 4 ) with an inlet (IV) for degasified boiler feed water to the steam boiler ( 3 ), and with a synthesis gas (VIII) leading line is connected. Vorrichtung nach Anspruch 8, mit einem CO-Shift-Converter zum Umsetzen von Kohlenmonoxid in dem Synthesegas und einem Wärmetauscher, der mit einem Zulauf für entgastes Kesselspeisewasser zu dem Dampfkessel, und mit einer das Synthesegas aus dem CO-Shift-Converter abführenden Leitung verbunden ist.Apparatus according to claim 8, characterized a CO shift converter for reacting carbon monoxide in the synthesis gas and one Heat exchanger, the one with an inlet for Degassed boiler feed water to the boiler, and with a the Synthesis gas from the CO shift converter is connected to the laxative line. Vorrichtung nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Entgaser (1) mit dem Dampfkessel (3) über eine Leitung verbunden ist, um den Entgaser mit in dem Dampfkessel (3) erzeugtem Dampf (VIII) zu beheizen.Apparatus according to claim 7, 8 or 9, characterized in that the degasser ( 1 ) with the steam boiler ( 3 ) is connected via a line to the degasser with in the boiler ( 3 ) heated steam (VIII) to heat. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (2, 4) ein Gegenstromwärmetauscher ist.Device according to one or more of the preceding claims 7, 8 or 9, characterized in that the heat exchanger ( 2 . 4 ) is a countercurrent heat exchanger. Vorrichtung einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 11, durch gekennzeichnet durch einen Synthesegaskühler (5), der stromabwärts des das entgaste Kesselspeisewasser führenden Wärmetauschers (4) mit einer das Synthesegas (IX) führenden Leitung verbunden ist.Device according to one or more of the preceding claims 7 to 11, characterized by a synthesis gas cooler ( 5 ) downstream of the degassed boiler feed water leading heat exchanger ( 4 ) is connected to a synthesis gas (IX) leading line.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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FR2940264A1 (en) * 2008-12-22 2010-06-25 Air Liquide METHOD FOR THE VALORISATION OF THE EVENT OF A DE-AERATOR ASSOCIATED WITH A PRODUCTION OF SYNTHESIS GAS AND INSTALLATION FOR ITS IMPLEMENTATION
EP3235784A1 (en) 2016-04-22 2017-10-25 L'air Liquide, Société Anonyme Pour L'Étude Et L'exploitation Des Procédés Georges Claude Method and assembly for the production of hydrogen by catalytic steam reforming of a hydrocarbonaceous feed gas
EP3418253A1 (en) * 2017-06-20 2018-12-26 L'air Liquide, Société Anonyme Pour L'Étude Et L'exploitation Des Procédés Georges Claude Method and plant for the cooling of synthesis gas

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2940264A1 (en) * 2008-12-22 2010-06-25 Air Liquide METHOD FOR THE VALORISATION OF THE EVENT OF A DE-AERATOR ASSOCIATED WITH A PRODUCTION OF SYNTHESIS GAS AND INSTALLATION FOR ITS IMPLEMENTATION
EP3235784A1 (en) 2016-04-22 2017-10-25 L'air Liquide, Société Anonyme Pour L'Étude Et L'exploitation Des Procédés Georges Claude Method and assembly for the production of hydrogen by catalytic steam reforming of a hydrocarbonaceous feed gas
DE102016114121A1 (en) 2016-04-22 2017-10-26 L'Air Liquide, Société Anonyme pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude Process and plant for the production of hydrogen by means of catalytic steam reforming of a hydrocarbon-containing feed gas
US11014812B2 (en) 2016-04-22 2021-05-25 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Process and plant for producing hydrogen by means of catalytic steam reformation of a hydrocarbonaceous feed gas
EP3418253A1 (en) * 2017-06-20 2018-12-26 L'air Liquide, Société Anonyme Pour L'Étude Et L'exploitation Des Procédés Georges Claude Method and plant for the cooling of synthesis gas
WO2018233872A1 (en) * 2017-06-20 2018-12-27 L'Air Liquide, Société Anonyme pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude Process and plant for cooling synthesis gas

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