制氢装置
制氢装置操作规程

制氢装置操作规程制氢装置是一种用于制备氢气的设备,在使用时应严格遵守以下操作规程,以确保安全、高效地进行实验和生产。
一、制氢装置的基本操作步骤1.将电解槽中的水倒入烧杯中,加入几滴pH试剂,并用漏斗将水倒回电解槽中,直到电解槽中水的量充足。
2.打开电解槽底部的进水阀门,将水流入电解槽中,直至电解槽中的水位超过电解槽最低电极的位置。
3.将氢气收集管连接到电解槽的气体产生口,并将氢气收集瓶放入水中,让水位高于氢气收集管中的水位。
4.打开电源开关,设定适当的电流和电压,开始电解。
5.在电解的过程中,定期检查水位和氢气收集管中的气体量,避免电解槽中的水位过高或气体收集管中的气体量过大。
6.在制备氢气后,关闭电源开关和进水阀门,卸下收集瓶和氢气收集管,将装置清理干净。
二、制氢装置的安全操作注意事项1.在使用制氢装置前,应仔细阅读操作手册,并根据手册中的指导进行操作。
2.加入水和试剂时,应小心谨慎,避免操作不当导致水和试剂的溅出和浪费。
3.在电解过程中,应严格按照设定的电流和电压进行操作,避免设定过高或过低的电流和电压带来的安全隐患。
4.定期检查电解槽和电源电路等部件的接线和运行状态,避免发生漏电、短路等安全问题。
5.对于不明白的问题,应及时向专业人士咨询,避免因为操作不当而发生意外事故。
三、制氢装置的日常维护方法1.在制备氢气后,应及时关闭电源开关和进水阀门,并且将电解槽中剩余的水和试剂清理干净,以避免水和试剂污染环境。
2.定期清洗电解槽和氢气收集管等部件,防止氢气污染或设备受到腐蚀。
3.对于设备中出现故障或需要更换部件时,应及时联系专业人士进行检修和更换。
4.定期进行维护保养,确保设备的运行状态良好,延长使用寿命。
四、制氢装置的故障处理方法1.发现电解槽中电流过大或气体产生量异常时,应立即停止操作,排除故障原因,并做好记录。
2.对于电解槽内径变小、氢气收集管出现堵塞等情况,应及时进行清洗和维护。
3.如出现电源电路短路、漏电等故障,应立即断开电源并联系专业人士进行修理。
制氢装置工艺流程

制氢装置工艺流程制氢装置是一种用于生产氢气的设备,通常用于工业生产中。
氢气是一种重要的工业原料,广泛应用于化工、石油、冶金等行业。
制氢装置的工艺流程通常包括原料准备、氢气生产、氢气纯化和氢气储存等步骤。
下面将详细介绍制氢装置的工艺流程。
1. 原料准备制氢装置的原料通常是水或天然气。
如果使用水作为原料,首先需要将水进行预处理,去除其中的杂质和溶解气体。
如果使用天然气作为原料,首先需要将天然气进行脱硫和脱水处理,以确保原料气体的纯度和稳定性。
2. 氢气生产氢气生产通常采用蒸汽重整、部分氧化、水煤气变换等工艺。
其中,蒸汽重整是最常用的生产氢气的方法。
在蒸汽重整工艺中,将预处理后的原料与蒸汽混合,然后通过催化剂在高温高压下进行反应,生成氢气和二氧化碳。
这是一种高效的氢气生产方法,能够获得高纯度的氢气。
3. 氢气纯化生产出的氢气中通常还会含有少量的杂质气体,如二氧化碳、一氧化碳等。
为了提高氢气的纯度,需要对氢气进行纯化处理。
氢气纯化通常采用吸附剂吸附、膜分离、压力摩擦等方法,将杂质气体从氢气中分离出来,从而获得高纯度的氢气。
4. 氢气储存生产出的高纯度氢气需要进行储存,以备后续使用。
氢气储存通常采用压缩氢气储罐或液态氢储罐。
压缩氢气储罐适用于小规模的氢气储存,液态氢储罐适用于大规模的氢气储存。
在储存过程中,需要注意氢气的安全性和稳定性,避免发生泄漏和爆炸等意外情况。
以上就是制氢装置的工艺流程。
通过原料准备、氢气生产、氢气纯化和氢气储存等步骤,可以高效地生产出高纯度的氢气,满足工业生产中对氢气的需求。
制氢装置的工艺流程在实际应用中需要严格控制各个环节的操作参数,确保氢气的质量和生产效率。
同时,也需要重视氢气的安全性,采取有效的安全措施,确保生产过程中不发生意外事故。
制氢装置的工艺流程在工业生产中发挥着重要作用,为各行业提供了稳定可靠的氢气供应。
制氢装置流程及关键设备介绍

制氢装置流程及关键设备介绍制氢装置是一种将化石燃料或其他可再生能源转化为氢气的设备。
制氢的过程涉及多个步骤和关键设备,下面将对其流程及关键设备进行介绍。
制氢装置的流程通常包括原料处理、催化剂反应、气体分离和气体纯化等环节。
下面将逐步介绍每个步骤以及关键设备。
首先是原料处理。
不同的制氢装置使用的原料可能不同,常用的原料包括天然气、石油、煤、生物质等。
原料处理的目的是去除其中的杂质和含硫化合物等有害成分,以保证后续反应的顺利进行。
关键设备包括储气罐、气体分离器、液氢分离器、吸附剂床等。
其次是催化剂反应。
原料处理后的气体进入反应器,加热并与催化剂接触以产生化学反应。
常用的制氢反应有蒸汽重整、部分氧化、燃烧、催化裂化、水煤气变换等。
不同的反应需要不同的催化剂以及反应温度和压力条件。
关键设备包括反应器、加热炉、催化剂床等。
接下来是气体分离。
制氢反应生成的气体混合物中,通常含有一定比例的氢气、二氧化碳、一氧化碳等成分。
气体分离的目的是将氢气与其他气体进行分离,以获取纯净的氢气。
常用的气体分离方法包括膜分离、吸附剂分离、液态分离等。
关键设备包括膜分离器、吸附剂床、分离塔等。
最后是气体纯化。
气体分离后的氢气可能还含有一些杂质,如微量的氧气、水蒸汽、硫化氢等。
气体纯化的目的是去除这些杂质,以满足氢气的使用要求。
常用的气体纯化方法包括催化氧化、吸附剂处理、液态纯化等。
关键设备包括纯化塔、吸附剂床、催化剂床等。
除了以上的基本流程和关键设备外,制氢装置还需要一些辅助设备来保障工艺的顺利进行。
例如气体压缩机用于提高气体压力,气体储罐用于存储气体等。
总之,制氢装置是利用催化剂进行化学反应,将化石燃料或其他可再生能源转化为纯净的氢气的设备。
其流程包括原料处理、催化剂反应、气体分离和气体纯化等步骤,关键设备包括储气罐、反应器、膜分离器、纯化塔等。
通过合理设计和运行这些设备,可以高效地制取氢气,满足工业和能源领域对氢气的需求。
制氢装置危险因素及防范措施

制氢装置危险因素及防范措施引言制氢装置是一种常见的工业设备,用于将水分解为氢气和氧气的化学反应。
然而,制氢过程中存在一些风险和危险因素,需要采取一系列的防范措施来确保操作人员的安全。
本文将探讨制氢装置的危险因素及防范措施。
危险因素1. 氢气泄漏氢气是一种高度易燃的气体,其泄漏可能导致火灾或爆炸。
氢气泄漏的主要原因有管道破裂、设备损坏、操作人员错误等。
2. 氢气与空气形成可燃混合物当氢气与空气混合比例在4%~75%之间时,会形成可燃混合物。
一旦有点火源存在,可燃混合物可能引发火灾或爆炸。
3. 高温和高压制氢装置的操作涉及高温和高压环境,因此存在着高温和高压造成的烫伤或爆炸风险。
4. 化学品泄漏制氢装置中使用的化学品,如酸、碱等,存在泄漏的风险。
这些化学品有毒性和腐蚀性,会对操作人员造成伤害。
防范措施为了确保制氢装置的安全运行,需要采取一系列的防范措施来应对上述提到的危险因素。
1. 氢气泄漏防范•定期检查和维护氢气管道和设备,以确保其完整性和可靠性。
•安装氢气泄漏监测设备,及时检测和报警。
•对操作人员进行培训,使其了解氢气泄漏的识别方法和应急处理措施。
2. 可燃混合物防范•确保制氢装置的通风系统正常工作,保持空气中的氢气浓度在安全范围内。
•禁止在制氢装置附近使用易引起火花的设备或操作。
3. 高温和高压防范•设计合理的装置结构,并采用高温和高压安全阀等安全设备,以防止超过设计压力或温度。
•提供必要的个人防护设备,如耐高温手套和防护服。
4. 化学品泄漏防范•储存和使用化学品时严格遵守安全操作规程,注意防止泄漏和溢出。
•配备适当的泄漏应急处理设备和物品,如化学品吸附剂、中和剂等。
5. 培训与应急演练•进行定期的安全培训,确保操作人员了解各种危险因素和相应的应对措施。
•组织应急演练,增强操作人员处理危险情况的能力。
结论制氢装置的危险因素包括氢气泄漏、可燃混合物、高温和高压、化学品泄漏等。
为了减少事故风险,需要采取一系列的防范措施,包括检查维护设备、监测气体泄漏、确保通风系统正常工作、提供个人防护设备、培训操作人员并进行应急演练等。
制氢装置国内外对比

制氢装置国内外对比制氢装置这个话题,哎呀,可真是个热门话题。
想想吧,氢气不仅是个小家伙,轻得像羽毛,还能成为未来能源的“明星”。
国内外对这玩意儿的研究和发展,那可是一场精彩的对决,简直是“你追我赶”,热闹得很。
先说说国外的那些老大哥们。
美国、德国、日本等国家,在这方面可谓是走在了前头。
他们的制氢技术就像一部好莱坞大片,特效满满,创意无限。
比如,美国的制氢装置,基本上是靠电解水的方法,利用清洁能源,嘿,这样既环保又省心。
德国呢,更是玩得高端,居然把风能、太阳能都用上了,真是好花招!人家甚至还有个“氢能战略”,目标明确,搞得很有计划。
日本也不甘示弱,他们在氢能的储存和运输上,简直是妙手生花,搞出了一些小黑科技,令人眼前一亮。
想想都觉得,国外的制氢装置就像是参加奥运会,实力强劲,频频夺金。
可别以为国内的技术就差了,嘿嘿,咱们可是一点也不逊色!在制氢方面,咱们最近可是发力十足。
尤其是电解水制氢这块,技术上是逐渐成熟。
很多地方已经开始建设大规模的制氢设施,真是像春笋般冒出来。
咱们的制氢装置也有自己独特的魅力。
比如,国内很多企业瞄准了生物质制氢,利用农业废弃物来生产氢气,既环保又节约,真是两全其美。
说到这里,心里不禁感慨,咱们的智慧也是杠杠的,绝对不容小觑。
说到制氢装置的效率,国外的一些技术确实高得让人咋舌,简直就是“牛气冲天”。
但是国内也在不断追赶,努力提升效率。
有些小企业也在玩创新,搞一些小型化的制氢装置,方便灵活。
嘿,这种“灵活机动”的打法,倒是有点“见缝插针”的意思。
大家都知道,氢气是个好东西,能做燃料电池,能做汽车动力,能用于工业,这个市场潜力可是大得很。
想想未来,氢气车在街上跑,路边充氢站一字排开,场面简直太美妙了!不过,制氢装置可不只是技术上的比拼,还牵扯到和市场环境。
国外的相关部门往往会给点支持,像是打了一针“强心剂”,这可真是让企业如虎添翼。
而国内这方面的也在不断优化,虽然起步稍晚,但势头也不小。
制氢装置操作说明书

DQ-10(5)/3.2型中压水电解制氢装置使用说明书第一册注意1.现场管道安装时,氢气管路必须先做脱脂处理。
所有管道安装完毕后,整个系统必须先用清水冲洗干净,再采用无油氮气、以不小于20 m/s的流速进行吹扫,直至出口无铁锈无尘及其他杂物。
2.插焊球阀需现场安装时,则应在球阀点焊后解体,焊接好后再将球阀按解体反顺序组装好。
截止阀需现场焊接时,则应先把截止阀打倒全开位,再进行焊接。
目录一. 概述:1. DQ-10(5)/3.2型制氢型号说明2. 水电解制氢设备工作原理3. 水电解制氢设备用途与性能4. 水电解制氢设备包括范围5. 水电解制氢设备主要结构二. 系统介绍及设备安装1. 工艺流程介绍2. PLC自控系统介绍(参看第二册)3.设备安装三. 设备调试操作1. 调试前准备1).检查安装情况2).制氢机清洗3).气密试验4).碱液的配制5).其它准备工作2. 设备试机四. 设备的操作规程1. 开机操作顺序2. 定期巡视及维护3. 正常情况下停机4. 非正常情况下停机5. 安全注意事项6. 常见故障及排除方法一.概述1、DQ-10(5)/3.2型制氢设备型号说明工作压力(Kg/cm2)氢气产量(Nm3/h)水电解制氢设备2、水电解制氢设备工作原理将直流电通入强碱的水溶液,使水电解成为氢气和氧气。
其反应式为: 阴极上: 4H2O+4e→2H2↑+4OH阳极上: 4OH─―4e→2H 2O+O2↑总反应式: 2H 2O=2 H2↑+ O2↑3、水电解制氢设备用途与性能(1)用途DQ-10(5)/3.2型中压水电解制氢设备是用于氢冷发电机的制氢设备,同时也可用于电子、化工、冶金、建材等行业作为制氢或制氧设备。
(2)设备主要技术性能如下:1).氢气产量:10(5)Nm3/h (20℃,1atm)2).氧气产量: 5(2.5)Nm3/h3).氢气纯度:≥99.9%4).氧气纯度:≥99.2%5).氢气含湿量: ≤4g/Nm3 (经过洗涤分离后)6).系统工作压力:3.14MPa(也可在0.8-3.14 MPa之间的任何压力下运行)7).氢、氧分离器液位差:±20mm8).电解槽小室总数: 62(34)个9). 小室电流: 370A10).电解槽额定电压:62V~72V(30V~42V)11).电解槽总电流:740A12).电解槽工作温度:≤90︒C13).电解槽直流电耗:4.8KWh/Nm3H214).电解液:26%NaOH或30%KOH15).氢气干燥量: 10(5)Nm3/h16).干燥后氢气湿度:露点≤-50︒C ,绝对湿度≤0.0291g/m317).干燥器工作温度:1.干燥:室温 2.再生:160︒C~230︒C18).干燥器工作周期:24小时19).干燥器额定功率:2.2KW(3).制氢装置使用条件1).设备布置在室内2).原料水:蒸馏水,要求电阻率>105Ω.cm,氯离子含量<2g/m3,铁离子含量<1g/m3,悬浮物<1g/m3,用量: 10(5)Kg/h。
制氢装置工艺流程

制氢装置工艺流程制氢装置工艺流程制氢装置是将天然气等原料转化为氢气的设备,制氢过程中参与的主要反应是蒸汽重整、蒸汽烷化和蒸汽水煤气变换反应。
下面以常用的蒸汽重整工艺为例,介绍制氢装置的工艺流程。
1. 原料净化天然气一般含有杂质如硫化氢、二氧化碳和水等,这些杂质对催化剂有破坏作用,需要进行净化处理。
原料首先经过中温变换反应塔,将二氧化碳转化为一氧化碳,然后进入高温变换反应塔,将硫化氢转化为硫化物。
此外,还需要对原料进行脱水处理,通过吸附剂吸附水分。
2. 原料预热净化后的原料进入加热炉,通过燃烧天然气等燃料进行预热,提高原料的温度。
预热后的原料进入重整炉。
3. 蒸汽重整在重整炉内,预热后的原料与加入的蒸汽混合,进一步提高温度。
在铂基催化剂的作用下,发生蒸汽重整反应,原料中的烃类分子与水蒸气在高温下发生破裂和重组,生成丰富的一氧化碳和氢气。
4. 变换经过蒸汽重整的气体还含有一定量的一氧化碳。
一氧化碳是有毒气体,需要进一步转化为二氧化碳和氢气。
在变换反应器中,通过添加催化剂,使一氧化碳与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气。
5. 纯化转化反应后的氢气含有少量的气体杂质,如甲烷和二氧化碳等,需要进行纯化。
氢气首先经过冷却器,使其中的水蒸气凝结,然后进入吸附塔。
吸附塔中填充有吸附剂,能够吸附残余的烃类和二氧化碳等杂质,使氢气得到进一步纯化。
6. 储存纯化后的氢气经过压缩机进行压缩,使其达到规定的储气罐压力。
氢气储存在高压容器中,可以用于供应给用户或进一步的利用。
以上是一种常用的制氢装置工艺流程,不同的制氢装置工艺可能会有所差异。
制氢是一个复杂的过程,需要控制温度、压力和催化剂的选择等因素,以保证制氢装置的稳定运行和高效产氢。
随着技术的进步,制氢工艺将越来越多样化和高效化,以满足不同应用领域对氢气的需求。
制氢装置简介

中压蒸汽
锅炉给水、发生并 过热蒸汽部分
中变冷 却分液
制氢PSA 部分
中压蒸 汽外送
低分气湿法 脱硫部分
重整氢 PSA
氢气
十、制氢工艺流程简述(一)
自装置外来的50℃,2.2MPa(G)的加氢裂化低分气 进入加氢裂化低分气冷却器(E-1102)壳层冷却后, 进入加氢低分气分液罐(D-1102)分液,从加氢低 分气脱硫塔(C-1102)底进入,在塔中与来自硫磺 回 收 装 置 的 甲 基 二 乙 醇 胺 ( MDEA ) 贫 液 逆 流 接 触 (MDEA浓度25%wt),脱除气体中的硫化氢,脱硫后 的低分气送本装置中重整氢提浓PSA单元,MDEA溶液 送回硫磺回收装置再生。
水蒸汽 合计
公斤/小时 5937.50 5952.97 43800.00 55690.47
吨/日 142.50 142.87 1051.20 1336.57
万吨/年 4.75 4.76 35.04 44.55
工业氢
3628.46 87.08 2.90
出
PSA尾气
27941.00 670.58 22.35
十五、制氢工艺流程简述(六)
自中变反应器出来的变换气依次经过中变气/原料气换热器 (E-1201)温度降至367℃和中变气/脱氧水换热器(E1202A/B)温度降至156.5℃后,进入中变气第一分液罐(D1203)分出凝液,然后在中变气除盐水换热器(E-1203)与 除盐水换热到137.8℃后进入中变气第二分液罐(D-1204), 分出凝液后,进入中变气空冷器(A-1201)冷却到60℃,再 经中变气第三分液罐(D-1205)分液后,进入中变气水冷器 (E-1204),水冷到40℃的中变气经中变气第四分液罐(D1206)分液后进入中变气PSA提纯单元。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
天然气制氢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高温下将天然气烷烃转化为氢气、一氧化碳和二氧化碳的转化气,转化气可以通过变换将一氧化碳变换为氢气,成为变换气,然后,转化气或者变换气通过变压吸附过程,得到高纯度的氢气。
1.1.1.1 工艺原理1)原料气脱硫原料天然气经转化炉对流段加热到300~380℃后,原料气通过加氢催化剂,完成烯烃加氢饱和,同时将有机硫转化成无机硫;原料经过加氢饱和及有机硫转化后,再通过氧化锌脱硫剂,将原料气中的H2S脱至0.1PPm以下,以满足镍系蒸汽转化催化剂对硫的要求,其主要反应(以硫醇和噻酚为例)如下:RSH+H2→H2S+RHC4H4S+4H2→H2S+C4H10H2S+ZnO→ZnS+H2O2)烃类的蒸汽转化天然气硫脱至0.1PPm以下后与工艺蒸汽按3.2~3.8比例混合,进入混合气预热盘管进一步预热至530~580℃进入转化管,在催化剂床层中,甲烷与水蒸汽反应生成H2和CO,CO继续与水蒸汽反应生成CO2。
甲烷转化所需热量是由燃烧燃料混合气提供。
在镍催化剂存在下其主要反应如下:CH4+H20(汽) = CO +3H2-49200Kcal/Kmol(转化反应)CO+H20(汽) = CO2 +H2+9840Kcal/Kmol (变换反应)高级烷烃的裂解反应(400~600℃)CnH2n+2+nH2O(蒸汽) =(2n+1) H2 + n CO3)一氧化碳变换反应转化气经废热锅炉回收热量后,温度降至360℃左右进入中温变换炉,在铁系催化剂的作用下,一氧化碳与水蒸汽发生反应生成二氧化碳和氢气。
主要反应如下:CO+H2O→CO2+H2+QCO变换反应为放热反应,低温对变换平衡有利,可得到较高的CO变换率,进而可提高单位原料的产氢量。
4)PSA变压吸附提氢原理吸附是指:当两种相态不同的物质接触时,其中密度较低物质的分子在密度较高的物质表面被富集的现象和过程。
具有吸附作用的物质(一般为密度相对较大的多孔固体)被称为吸附剂,被吸附的物质(一般为密度相对较小的气体)称为吸附质。
它具有两个性质:一是对不同组分的吸附能力不同,二是吸附质在吸附剂上的吸附容量随吸附质的分压上升而增加,随吸附温度的上升而下降。
利用吸附剂的第一个性质,可实现对含氢气源中杂质组分的优先吸附而实现氢提纯的目的;利用吸附剂的第二个性质,可实现吸附剂在低温、高压下吸附而在高温、低压下解吸再生,从而构成吸附剂的吸附与再生循环,达到连续提氢的目的,如下图兰格缪尔曲线所示:吸附量与压力和温度关系示意图从Langmuir吸附等温方程可知,在一定温度下,被吸附组份的解吸需要通过降低其分压来完成,常用的解吸方法有常压解析和抽真空解析,其目的都是为了降低吸附剂上被吸附组份的分压。
如下图吸附和解吸示意图所示:由于变换气中气体组成较复杂,因而吸附塔内装填多种吸附剂,这些吸附剂都是具有较大比表面积的固体颗粒,主要有:活性氧化铝类、活性炭类、硅胶类和分子筛类,在他们的共同作用下才能达到分离所需产品组分的目的。
1.1.1.2 工艺简述来自管网的温度为常温,压力约~0.3Mpa 的天然气经稳压阀后,一小部分继续减压至0.2MPa(G)后去转化炉燃烧器作燃料使用,剩余大部分与循环氢混合后进入原料气缓冲罐,再由压缩机增压至2.0Mpa。
原料气再经流量调节后进入转化炉对流段两级预热至300~360℃进入钴钼加氢催化剂/氧化锌脱硫槽,使原料气中的硫脱至0.1ppm以下。
脱硫后的原料气与工艺蒸汽按一定比例(摩尔比约为1:3.2~3.8)混合,进入混合气过热器,进一步预热至~580℃。
进入转化炉管,在催化剂床层中,甲烷与水蒸汽反应生成H2、CO、CO2,甲烷转化所需热量由转化炉烧嘴燃烧混合气提供。
转化气出转化炉的残余甲烷含量~4.0%(干基),温度为~830℃,进入废热锅炉产生工艺蒸汽。
出废锅转化气温度约为350℃进入中温变换反应器,在铁系催化剂的作用下CO和水蒸汽变换为CO2和H2,变换气进入变换后换热器,与锅炉给水换热,再依次进入脱盐水预热器和循环冷却水,逐步回收热量最终冷却到40℃以下,再经气液分离器分液后进入脱碳工序。
工艺冷凝液进入酸性水汽提体塔汽提,液相作为锅炉补水,无排放,环保节能。
由变换来粗氢气进入变压吸附提氢系统,它由多台吸附塔和一系列程序控制阀门构成。
在某个塔组出现故障时,也可切塔操作。
变压吸附过程排出的解吸气通过2台解吸气缓冲罐和自动调节系统在较为稳定的压力下,提供给转化炉作燃料。
每个吸附塔在一个循环周期中需要经历吸附、3次均压降、顺放、逆放、冲洗、3次均压升、终充等共13个步骤。
下面将变压吸附各个步骤简单介绍如下:a.吸附原料气从吸附塔底部进入,原料气中的杂质组分被多种吸附剂选择性的吸附。
未被吸附的氢气作为产品气去用户。
通过该步骤即得到了合格的产品气。
b.解吸①均压降在吸附过程结束后,顺着吸附方向将塔内的较高压力的氢气放入其它已完成再生的较低压力吸附塔。
这一过程不仅是降压过程,同时也回收吸附床层空间内的氢气,本流程共包括了3次连续的均压降压过程,以保证氢气的充分回收。
②顺放完成3次均压过程后,顺着吸附的方向放出一部分氢气纯度很高的气体,作为另外一个处于冲洗步骤吸附塔的冲洗气源,使冲洗塔得到较彻底的再生。
③逆放完成顺放过程后,吸附塔被解吸出来的杂质组分充满,此时,将杂质气体逆着吸附的方向放出吸附塔,通过逆放过程使吸附塔压力接近常压。
④冲洗为进一步降低杂质组分分压,采用高纯度氢气冲洗吸附剂,使吸附剂再生至规定的要求。
通过上面四种步骤的共同作用,吸附剂的再生即完成。
c.吸附准备吸附准备过程主要是将吸附塔压力恢复至系统压力。
①均压升用来自其它吸附塔的较高压力氢气依次对该吸附塔进行升压,这一过程与均压降压过程相对应,不仅是吸附塔升压过程,而且也是回收其它吸附塔的床层空间内氢气的过程,本过程共包括了3次均压升压过程。
②终充在均压升过程完成后,吸附塔内的压力还未达到吸附压力,为了吸附塔平稳地切换至下一次吸附并保证氢气纯度和压力在这一过程中不发生波动,需要通过升压调节阀缓慢而平稳地用产品氢气将吸附塔压力升至吸附压力。
经这一过程后吸附塔便完成了一个完整的“吸附-再生”循环,又为下一次吸附做好了准备。
故障塔切除与恢复功能说明如下:在变压吸附部分的运行过程中,如因程控阀门、控制线路、电磁阀故障等问题,使某塔不能正常工作时,就需要切掉一个塔,让其余的塔正常运行,保证生产不间断,这是提高变压吸附装置可靠性的一个关键,也是变压吸附控制技术的一个核心。
本装置PSA工序可作从8塔到7塔的切换运行。
切塔过程如下:a.故障塔判断(根据压力、阀检、杂质超标);b.程序产生切塔报警并自动(或经操作工确认后手动)切除故障塔,关断该塔所有程控阀;c.程序将自动从压力扰动最小的点开始运行切塔后的新程序;当被切除塔修复之后,需要将其投入正常运行,但投入的时机不对,将引起较大的波动,甚至出现故障,软件能够自动找到最佳状态恢复,使系统平稳安全过渡。
恢复过程如下:a. 在吸附塔故障处理完成后,操作人员发出塔恢复指令;b. 程序根据该塔的压力状态,自动确定在恢复后应进入的最佳步序;c. 程序自动等到最佳的时间点将该塔无扰动地恢复进最佳步序,投入运行。
1.1.2 主要设备方案1.1.2.1 关键设备1)转化炉该设备为本装置关键设备,也是投资最大的设备,它对整个装置设计、运行的成功与否起到关键作用。
同时它采用直接火焰加热的高温高压炉管,设计温度高达950℃,操作条件十分恶劣,而本装置炉管设计寿命正常情况下要求达十万小时。
为此,采用专业的蒸汽转化炉RFP分析软件进行设计,该软件是目前全球最先进、最可靠的蒸汽转化炉计算软件。
在详细设计中,根据装置规模及对于系统的长期稳定运行的特殊要求,本方案采用箱式炉、顶烧、两排双面辐射炉型,这种炉型具有以下特点:⑴最适合转化反应的要求转化反应为吸热反应,维持反应所需的热量是通过辐射,由烟道气转送到反应物的。
在炉管的进口处,反应物有着较低的平衡温度,而且烃类原料的分压较高,转化反应只受到热传递速率和催化剂活性的限制。
在管子出口处,由于转化已经基本完成,原料的分压较低,吸热量较小。
顶烧炉由于上部火焰温度高,炉管上部的传热速率快,因而较能满足转化反应上部反应速度快,吸热量大的要求。
⑵有利于延长炉管的使用寿命根据转化反应需要,最大传热量位于工艺温度较低的管子进口处,其平均热通量是炉管平均热通量的两倍。
在顶烧炉内,由于火焰向下,入口处高热通量不会引起高的金属温度(此处工艺气体温度较低)。
因此炉管表面温度沿轴向分布均匀,使转化炉管的耐高温性能得以充分发挥。
⑶辐射效率高,燃料消耗少火焰与工艺物流并流的另一优点就是顶烧炉的辐射段效率要比侧烧炉或底烧炉的辐射段效率高。
在顶烧炉内,燃烧产物来自辐射室顶部的混合区。
随着燃烧物的冷却和变重,自然趋于下流。
而在底部燃烧的转化炉内,燃烧产物在辐射室的顶部。
随着燃烧物的向上通过燃烧室,燃烧物冷却下来引起逆向混合,这种逆向混合将引起整个辐射温度的降低,对于给定的转化量,底烧和侧烧转化炉所需的燃料要比顶烧转化炉多。
`该设备由以下几个部分组成:(1) 辐射段该段顶部设有三排燃烧器,提供反应所需的热量。
耐高温转化管(内装填触媒),共2排。
工作时炉膛温度最高达到摄氏1100℃左右。
辐射段钢结构正面为4根立柱结构,侧面也为3根立柱结构,这种结构的设计可以保证炉底梁、炉顶梁的挠度满足要求,避免因为梁的长度过长而造成挠度过大,从而可以有效避免材料由于挠度过大造成的断裂和破坏。
(2) 炉管炉管材料选用HP-Nb(ZG40Ni35Cr25Nb)高温合金,该合金是在HK-40及其改良型的基础上研制和开发的高温合金炉管管材,近年来在石油化工工业中得到了广泛的使用。
由于离心铸造HP-Nb高温合金含有较高的C、Cr、Ni等合金元素,微观组织呈铸态组织。
可在高温(1200℃)及高压(4MPa)的苛刻工作条件下连续工作,且炉管通常采用离心铸造,内经机械加工平整后可以有效去除铸造缺陷,如:渗碳。
含Cr16.5%以上的奥式体不锈钢,在590~930℃温度区间内长期工作时,会生成Fe-Cr化合物,这种化合物又硬又脆,无磁性,称之为α相,因α相的存在而使材料脆化的现象称之为“α脆性”,但是Ni含量高于33%以上的合金钢不会产生α相,所以转化炉的下集气管采用Ni含量高于35%的INCOLOY800H 合金钢,可有效避免“α脆性”的发生,同时该材料有极佳的韧性,能够满足本身的热应力,也能满足猪尾管热膨胀带来的应力。
(3) 衬里陶纤具有质地轻、可减轻钢结构荷载、导热系数小,可使炉衬薄而保温效果好、结构简单,施工方便等优点,但是陶纤也存在不耐烟气冲刷和炉壳钢板易产生低温腐蚀等缺点,所以在本设计中,只将陶纤敷设在转化炉立墙和炉顶。