焦炉煤气制氢新工艺
焦炉煤气制氢工艺存在的问题和应对
焦炉煤气制氢工艺存在的问题和应对【摘要】：氢能是实现绿色可持续发展的重要载体，是世界能源变革发展的重要方向。
氢能的制取、储运应用是保障氢能产业发展的重要推手，其中，氢气的制取更是重中之重。
本文首先对焦炉煤气利用现状进行分析，然后介绍焦炉煤气制氢基本原理及过程，最后结合实际，对焦炉煤气制氢中存在的问题及解决对策展开探讨。
【关键词】：焦炉煤气；制氢工艺；问题和应对引言20世纪初期，我国的煤炭产业进入了高速发展的“黄金期”。
煤炭约占能源消费中70%，占据我国能源消费的主体位置。
2020年《世界能源统计综述》显示2019年，世界煤炭总消耗157.86亿吨，仅我国的煤炭消耗量就高达81.67亿吨，占据世界总产量的51.7%。
据统计，2020年我国的一次能源消费中煤炭占比约58%，这一数字意味着在未来的一段时间内，煤炭仍然是我国一次能源消费的主体。
迫于全球气候压力，全球主要国家已就全球温室气体控制目标达成共识，也均结介自身情况提出了碳中和发展的时间表，并出台了相应的政策支持氢能发展。
在2021年全国两会上，碳达峰、碳中和被首次写入政府工作报告。
在这一背景下，氢能正逐步登上能源舞台的中央，并在全球能源新格局中扮演重要角色。
氢气的“制、储、运、用”将是氢能产业发展的重要方向。
氢气的廉价获取更是重中之重，是氢能产业发展的根本，制氢的技术与成本在相当长一段时间内仍然是亟待解决的问题。
1.焦炉煤气利用现状焦炉煤气是钢铁工业或其他工厂煤炭碳化过程中重要的副产物，由H2（55~60vol%）、CH4（23~27vol%),CO（5~8vol%）,CO2(小于2vol%)和微量杂质(如H2S)等组成。
作为一种富含氢气的气体，近年来焦炉煤气的利用一直是人忙研究的热点，这对炼钢行业的节能减排起着重要的作用。
一般情况下，焦炉煤气可作为加热炉或钢厂的发电厂的燃料，在一些情况下，富余的焦炉煤气会被燃烧掉，甚至会直接被排放到空气中，造成了巨大的能源浪费和严重的环墟污染。
焦炉煤气制LNG简介
焦炉煤气制LNG简介一、中科院理化所技术通信地址：北京海淀区中关村北一条2号邮政编码：100190 产业策划部：010-********/82543606/82543608/825436091 问题提出近年来, 我国对焦化行业实施“准入”制度，焦炉煤气的综合利用成为炼焦企业生存与发展的关键。
一些大型的炼焦企业建设了焦炉煤气制甲醇项目，并取得了良好的经济效益，为大型炼焦企业综合利用焦炉煤气找到了新方法。
但中小焦化企业生产规模相对较小，焦炉煤气产量少，成本优势不明显，多家企业联合又困难，影响了焦化企业对焦炉煤气的综合利用。
2 焦炉煤气生产LNG的技术特点为了解决中小企业焦炉煤气综合利用的问题，中科院理化技术研究所改变利用思路，将有效成分甲烷和氢气作为两种资源综合利用，开发出了焦炉煤气低温液化生产LNG联产氢气技术（已申请专利），新技术具有以下特点：1) 可以省去甲烷转化工序，大大节省投资成本。
2) 由于新工艺拥有**的循环制冷系统，操作弹性非常大，适应性强，运行稳定。
3) 产生的氢气可以利用氢气锅炉为全厂提供动力和热力，这方面的技术已经非常成熟。
有经济实力的企业还可以配套合成氨等装置，相对投资少，效益更高。
并随着氢气利用技术的日益发展可以生产液氢产品等。
4) 产品市场好。
预计未来15年中国天然气需求将呈爆炸式增长，到2010年，中国天然气需求量将达到1000×109 m3，产量约800×109 m3,缺口将达到200×109 m3 ；到2020年天然气需求量将超过2000×109 m3 ，而产量仅有1000 ×109 m3, 50％将依赖进口。
5) 整套方案中工艺流程短，操作简单。
处理量1 ×106 m3 /d的生产装置，只需要40～50操作工，非常适合中小型焦化企业对焦炉煤气的综合利用。
3 焦炉煤气生产LNG联产氢气工艺路线液化天然气是天然气经过预处理，脱除重质烃、硫化物、二氧化碳、水等杂质后，在常压下深冷到－162℃液化制成，液化天然气是天然气以液态的形式存在，其体积仅为气态时的1/625。
焦炉煤气制氢预处理工艺的改进
２１ ００年 ９月
河 南 城 建 学 院 学 报
Ｊ ｕ ｌｏ ｎ ｎ Ｕｎｖ ｒｉ ｆＵ ｂ ｎ Ｃ ｎ ｔ ｃｉｎ ｏ ｍａ ｆＨｅ ａ ｉｅｓ ｙ ｏ ｒ ａ ｏ ｓｒ ｔ ｔ ｕ ｏ
Ｖ０ ． ９ Ｎｏ． １１ ５ Ｓ ｐ． ０１ ｅ ２ ０
废 为宝 ， 是这类 企业 的发 展方 向 。随着我 国天然 气工 业 的崛 起 ， 西气 东 输 工程 的贯 通 ， 天然 气 代替 焦 炉
煤 气成 为城市 民用 的 主要燃料 已经 成为发 展趋 势 ， 此必须 解决 大量 富余 的焦 炉煤气 问题 ， 为 既要 防止煤 气 的燃烧 或放 空带 来 的二次 污染 ， 又要维 持和促 进炼 焦企 业 的 生存 和 发 展 。利 用 先 进 的变 压 吸 附技术 （ｒ ｓｒ ｗｎ ｄｏ ｔｎＰＡ 提取 焦炉煤 气 中的氢成 分使 之成 为 能 源氢 气 ， Ｐｅ ｕｅＳｉｇＡ ｓｒ ｉ ，Ｓ ） ｓ ｐｏ 是解 决 焦炉 煤 气 问题 的最
突破 了 ｌ ０ 。 ６０ ０ ｈ
关键 词 ： 变压 吸 附 ； 环境 污染 ； 氢气 ； 变温吸 附
中图分类 号 ： Ｔ １６ ２ Ｑ １．
文献 标识 码 ： Ａ源自焦 炉煤气 是炼 焦行业 最 主要 的副产 品之一 ， 而我 国是 世 界 上最 大 的 焦炭 生产 、 消费 和 出 口大 国， 大 量的焦 炉煤气 没有 得到 充分 的利用 ， 造成 资源 浪费 。同时 ， 焦炉 煤气 在排 放燃 烧 的过 程 中容易造 成环境 污染 ， 已成 为炼 焦企业 突 出的 问题 。因此 ， 分利 用焦炉 煤气 资源 ， 这 充 对其 进行 深加 工获取 能源 氢气 ， 变
文章编 号 ：６ ４ ０ ６ ２ １ ）５ ０５— １７ —７ ４ （０ ０ ０ —０ ３ ４
焦炉煤气变压吸附制氢工艺技术应用评述
采 用 ５ —２ Ｐ 艺 ， 附压 力 １ ７ ａ 原 料 气 处 —２ ／ Ｉ 吸 ． ＭＰ ，
来 自焦 炉煤 气压缩 机 一级 出 口的原料 气进 入精
脱 萘塔 继 续脱 萘 ， 后 返 回焦 炉煤 气压 缩机 进行 二 然 级压 缩 和三级压 缩 ， 将原 料气压缩 至 １ ７ ａ ． ＭＰ 进入 除
４ １ １０ ． ０ 号脱 萘脱 硫工 序
２ ０ 压缩及 预处理 工序 ；０ 号 变压吸 附提 氢工 序 ； ０号 ３０
４ ０ 脱氧干 燥工 序 。 ０号
原 料焦 炉煤 气首先 进入脱 萘塔脱 除焦 炉煤气 中
的萘 。 台脱 萘塔 可采 用 串并 联运行 方式 ， 两 当一 台脱
３ 生 产 方 法
行 再 生后 ， 接 输 出到 界外 ， 为 副产 品 ， 吸气 的 直 作 解 输 出压 力为 ０ ０ ＭＰ 。 ． ２ ａ
油器 和 预处理 器 ， 出煤 气 中剩 余 的ＨＳ、 和高 烃 脱 苯
类物质 。 ４３ ３０ ． ０ 号变 压吸 附 （ Ｓ 工 序 Ｐ Ａ） 经 ２０ ０ 号预 处理 后的 焦炉煤 气进入 ３ ０ 变压 吸 ０号 附 （ Ｓ 工 序 ， 此 工序 内焦 炉煤 气 中 的Ｃ Ｃ Ｐ Ａ） 在 Ｏ、 Ｏ 、 Ｃ Ｎ 等 杂质 被 除去 ， 产 出纯度 大于９ ． 的半 Ｈ 、 生 ９６
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焦炉煤气提纯制H2联产LNG技术
焦炉煤气提纯制H2联产LNG技术摘要:近年来，循环、低碳和环保已成为中国经济的一个趋势。
目前焦炉煤气的使用主要是作为燃料、能源、化学材料和还原气体，已成为研究领域。
阐述了焦化行业气体在焦炉煤气行业的应用现状。
H2联产LNG焦炉煤气提纯制包括其原则和程序，对生产的影响以及各种工艺流程的分析。
关键词:焦炉煤气;天然气;氢气;深冷;提氢氢气和天然气是清洁能源。
氢和氢能源的发展越来越快，液化气成为世界贸易中增长最快的能源之一。
焦化行业富余气体在制氢和液化气方面的使用，不仅可以解决传统能源短缺问题，提高能源多元化，提高空气质量。
通过H2联产LNG还生产了市场上急需的增值产品，以提高公司的经济效益。
项目还促进煤炭和能源行业的技术进步和工业发展。
因此，同时从焦炉煤气资源不仅符合国家节能环保准则，而且企业获得经济效益。
一、焦炉煤气制氢装置介绍及特点有很多获取氢气的方法，优化应用于经济的氢技术可以使企业在生产苯加氢，按时实现生产目标，最终达到预期的氢效果。
因此，焦炉煤气制氢中使用是重要和必要的。
掌握工艺应用合理化解决方案，可以成功解决常见的技术问题，充分发挥制氢的优势。
1.介绍。
焦炉煤气制氢装置的引入首先通过热吸附净化装置进行。
20世纪60年代，随着美国工业化进程的加快，该装置转变成了压吸附四床法，即所谓的变压吸附。
随着进一步发展和不断拓宽，导致这种技术得到更广泛应用的其他事项广泛应用于冶金工业和高温环境。
它使用不同的气体来隔离具有不同吸收效果的气体。
当同一混合气体分离时，根据压力变化影响大气吸收的规律进行分离。
2.特点。
焦炉煤气制氢特点是吸收、温度变化和变压吸附相结合，从而提高了吸附过程中空气净化装置的效率，同时吸收效果良好，提高了氢的纯度，自动化功能显而易见。
考虑到低温燃烧和安装介质爆炸的危险，有必要使用计算机控制阀并相应调整参数。
易于使用的计算机使能够有效地控制合格产品的生产。
该设备的主要特点是功耗低。
制氢解吸气体效率较高，设备的应用总体上可以控制，同时提高效率。
焦炉煤气制氢工艺存在的问题和应对方案浅析
焦炉煤气制氢工艺存在的问题和应对方案浅析摘要：我国的现代化社会建设中，氢气制作受到了人们广泛关注，针对制氢工艺要以制取精度、制取纯度较高的方法为主要的研究方向，焦炉煤气制氢工艺的应用逐渐实现了这一目标。
本文对焦炉煤气制氢的特点进行了探讨，分析了焦炉煤气制氢工艺存在的问题及应对方案。
关键词：焦炉；煤气；制氢；工艺；问题前言：制取氢气的方法中，焦炉煤气制氢工艺具有较强的应用性和可行性，在规定的时间内达到生产目标，提高氢气制作的质量。
合理运用焦炉煤气制氢工艺，将工艺制氢的优势充分发挥出来，是焦炉煤气制氢工艺研究中的重点课题。
一、焦炉煤气制氢的特点焦炉煤制氢有着自动化程度高、制氢纯度高、能耗低的特点，焦炉煤气制氢工艺中应用到的装置最初是由热吸附净化空气装置升级和发展而来的，该装置利用变压吸附方式以及变温吸附的方式，能够在相同的吸附时间内提高空气净化度，保证高纯度的氢气制作，有着自动化的优势特点。
焦炉煤气制氢装置的介质气体燃点低，通过计算机应用控制阀门，对各项参数进行合理地设置和调节，以免发生爆炸问题。
该装置有低能耗的优势，制作氢气之后解析气体，实现了重复利用，体现了绿色环保的优势特点。
若是发现了装置中存在气体泄漏的问题，其中安装的警报装置能够立即发出警报，由中控计算机对系统状态进行细致、全面的检测，加强对产品质量的控制，合理调整参数的数值，避免发生故障问题。
焦炉煤气制氢工艺是由制氢系统、变温系统以及氢气精制系统三个部分构成，在具体的制氢过程中，由于焦煤质量不同，因此焦化的过程与最终效果也存在差异性，要尽可能选择优质质量的焦煤，保证氢气的制作纯度。
通过吸附工艺中的变压吸附，将定量杂质吸附后进行降压作业，结合顺向、逆向降压，回收塔内氢气。
将吸附杂质冲洗干净，做好冲压准备，利用预处理器在变温吸附工艺应用过程中，对塔进行吸附，逆向放压，增加温度，温度冷却后压力增加，脱氧干燥工艺应用，是利用催化反应将适量的催化剂加入吸附杂质[1]。
焦炉煤气净制氢工艺的完善及优化
（ｏＪＥ ｅｇ ｍ ｆ Ｍａｎｈｎ Ｉ ｎ＆ ＳｅｌＣ ．Ｌｄ， ａ ｓａ ，Ａ ｈ ｉ２ ３０ ，Ｃ ｉａ Ｕ ． ｎｒｙ Ｈａ ｏ ａｓａ ｒ ｏ ｔｅ ｏ ｔ Ｍｏｎｈ ｎ ｎ ｕ ４ ０ ０ ｈｎ） ， ．
ｓｂ ｌ ｙ ｆ ｆ ｓ ｅ ｕ ｐ ｕ ｉａｉ ｎ ｎ ｈ ｎ ａ ｈ ｈ ｌ ｎ － ｅ ｖｎ ａ ｄ ｈ ｎ ｃ ｓ ｉ ｏ ｄ ｉｇ ｉ ｉ ｔ ｏ ｒ ｔ ｓ ｌ ｈ ｒｚ ｔ ａ ｄ ｔ ｅ ｎ ｐ ｔ ａ ｅ ｅ ｒ ｍｏ ｉ ｇ ｎ ｔ ｅ ｅ ｅ ｓｔ ｆ ａ ｄ ｎ ｉ ｉ ｄ ｏ ｙ
右， 萘的含量在 ５ｇ 。 ／ 左右 ，０＇ ｍ ２ ０ 的解吸气流量约 １
１００ ｍ ，制氢装置氢气产量为 ６０ ｍ／，并于 ８０ ０ ３ ｈ ２ｏ 了 ３ 年多的运行 ．
针对生产实践中出现的问题 ，我们进行了多次整改 和完善 ， 不断地优化工艺 ， 运行 日趋稳定。并将成熟 的经验和教训广泛地应用于二期的扩建中。
１ 前言
作为冷轧配套工程 。马钢建设 了第一套焦炉煤 气干法脱硫脱萘净化装置和焦炉煤气变压吸附制氢 装置 （ 又称 ＰＡ） Ｓ ，该 套装 置 焦炉 煤气 处理 量为
２００ ｍ／，高纯 氢 气产 量 为 １０ ／，０ ３年 ２ ５０ ３ ｈ ００ ｍ３ ２ ０ ｈ 月投入 运行 。为 配 合硅 钢 工 程 ，０ ６年 马钢 再 建 了 ２０ 氢 站 二 期 ，新 建 的 净 化 装 置 焦 炉 煤 气 处 理 量 为
ｔ ａｅ ，ａ ｄ ｂ ｔ ｒ ｃ ｍｐ ｅ ｅ ｓｖ ｆ ｃｓ ｗｅ ｅ ａ ｈ ｅ ｅ ． ｒ ｔ ｄ ｎ ｅｔ ｏ ｒ ｈ ｎ ｉｅ ｅ ｆ ｔ ｒ ｃ ｉ ｖ ｄ ｅ ｅ ｅ
焦炉煤气制氢工程施工方案
焦炉煤气制氢工程施工方案一、工程概述焦炉煤气制氢工程是利用焦化成品气中的一氧化碳和水蒸气进行变换反应，生成氢气的工艺流程。
其核心设备包括变换反应器、冷却器、分离装置等，主要工艺包括气体处理系统、催化变换系统、裂解分离系统。
该工程的建设对于提高能源利用率、减少环境污染、促进清洁能源发展具有重要意义。
二、施工前准备1. 勘察设计：在施工前，需要对工程现场进行详细的勘察和设计，包括地质勘察、环境影响评估、结构设计等，以保证工程施工的顺利进行。
2. 材料准备：按照设计要求，采购所需的原材料和设备，确保施工过程中有足够的材料供应。
3. 人力组织：组织施工团队，包括工程管理人员、技术人员、施工工人等，确保人力资源充足。
4. 环境保护措施：制定环保方案，对施工过程中可能产生的污染进行预防和控制。
5. 安全防护措施：制定安全生产方案，对施工现场进行安全评估，并提前采取措施，确保施工安全。
三、施工过程1. 地基处理：对工程现场进行地基处理，确保基础设施的承载能力和稳定性。
2. 设备安装：根据设计要求，对核心设备进行严格的安装与调试，保证其正常运转。
3. 管道布置：根据工艺流程要求，对气体管道进行合理的布置和连接。
4. 设备调试：对设备进行严格的调试和检测，确保设备运行正常。
5. 系统联调：对气体处理系统、催化变换系统、裂解分离系统等进行联调，确保系统运行顺利。
6. 软硬件集成：对控制系统进行软硬件集成调试，确保自动化控制系统的可靠运行。
7. 现场验收：对工程现场进行综合验收，检查工程质量和安全状况。
四、施工后工作1. 工程交接：在工程完工后，进行工程交接和验收，并保留相关施工记录和文件。
2. 运行维护：对工程设备进行定期维护和保养，确保其安全可靠运行。
3. 系统改进：根据运行情况，对工程系统进行优化改进，提高工程效率和安全性。
4. 工程总结：对工程施工过程进行总结，对操作经验进行总结，为今后的类似工程提供参考。
五、安全与环保1. 安全生产：严格遵守施工安全规定，保证施工人员的安全，确保工程施工的安全顺利进行。
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焦炉煤气变压吸附制氢新工艺的开发与应用焦炉煤气变压吸附 (PSA制氢工 艺利用焦化公司富余放散的焦炉煤气，从杂质极多、难提纯的气体中长周期、 稳定、连续地提取纯氢，不仅解决了焦化公司富余煤气放散燃烧对大气的污染 问题;而且还减少了大量焦炭能源的耗用及废水、废气、废渣的排污问题；是一 个综合利用、变废为宝的环保型项目；同时也是一个低投入、高产出、多方受 益的科技创新项目。该装置首次采用先进可靠的新工艺，其经济效益、社会效 益可观，对推进国内PSA技术进步也有重大意义。
1942年德国发表了第一篇无热吸附净化空气的文献、 20世纪 60年代初， 美
国联合碳化物(Union Carbide公司首次实现了变压吸附四床工艺技术工业化， 进入 20世纪 70年代后，变压吸附技术获得了迅速的发展。装置数量剧增，装 置规模不
断扩大，使用范围越来越广，主要应用于石油化工、冶金、轻工及环 保等领域。本套大规模、低成木提纯氢气装罝，是用难以净化的焦炉煤气为原 料，国内还没有同类型的装置，并且走在了世界同行业的前列。
1、焦炉煤气PSA制氢新工艺。
传统的焦炉煤气制氢工艺按照正常的净化分离步骤是： 焦炉煤气首先经过焦化系统的预处理，脱除大部分烃类物质；经初步净化 后的原料气再经过湿法脱硫、干法脱萘、压缩机、精脱萘、精脱硫和变温吸附 (TSA系统，最后利用PSA制氢工艺提纯氢气，整个系统设备投资大、工业处理 难度大、环境污染严重、操作不易控制、生产成本高、废物排放量大，因此用 焦炉煤气PSA制氢在某种程度上受到一定的限制，所以没有被大规模的应用到 工业生产当中。
本装置釆用的生产工艺是目前国内焦炉煤气 PSA制氢工艺中较先进的生产 工艺，它生产成本低、效率高，能解决焦炉煤气制氢过程中杂质难分离的问 题，从而推动了焦炉煤气 PSA制氢的发展。该工艺的特点是：
焦炉煤气压缩采用分步压缩法、冷冻净化及二段脱硫法等新工艺技术。 1.1 工艺流程。
PSA制氢新工艺如图1所示
该裝罝工艺流程分为 5 个工序： A、 原料气压缩工序（简称100#工序）,
B、 冷冻净化分离（简称200#工序），
C、 PSA-C/R工序及精脱硫工序（简称 300#工序），
D、 半成品气压缩（简称400#工序）
E、 PSA-H2工序及脱氧工序（简称500#工序）。
裝置所用的原料气来自焦炉煤气，因净化难度高，故气体质量较差，分离 等级较低。表 1 为原料煤气组成。
100#工序中，首先把焦炉煤气通过螺杆压缩机对煤气进行加压，将煤气压 力从
0.010? 0.015MPa 加压至
0.580MPa,并经冷却器冷却至40? 45C后输出。经压缩冷却后的煤气含有 机械
水、焦油、萘、苯等组分，易对后工序吸附剂造成中毒或吸附剂性能下 降，该装置设计冰机冷冻分离 200#工序（冷却器为一开一备 ）对上述杂质进行脱 除，此时，重组分物质被析出停留在分离器内，当冷却器前后压差高于设定值 或运行一段时间后，自动切换至另一个系统，对停止运行的系统进入加热吹 扫，利用低压蒸汽对冷却器和分离器内附着的重组分进行吹除，完成后处于待 用状态，经分离后，仍有微量重组分杂质蒸汽带入煤气中，随着裝罝运行时间 的增长，会逐步造成后续工段吸附剂中毒，所以，在冷冻分离后增加了除油器 主要是精脱重组分及水蒸气。
煤气进入300#PSA-C/R工序，该工序的主要目的是脱除煤气中强吸附组分 HCN、 C2+、 CO
2、 H2S、 NH 3、NO、有机硫以及大部分 CH 4、CO、N2 等;经过 300#工序后的半成品气已得到净化，对压缩机工作条件 要
求较低，釆用一级活塞式压缩工艺，将半成品气从
0.50MPa 压缩至 1.25MPa，再进入PSA- H2工序（在PSA-C/R和提氢工序之间设有脱氧工序，
是因为经脱氧反应后会生成水分，传统工艺需要等压干燥脱水系统，该系统选 用的二段法新工艺不仅节约了投资，而且降低了操作运行费。 500#工序 PSA-H2 在传统的PSA制氢工艺中是整套装置的核心部分，而在本装置工艺中只是作为 对氢气的提纯，即从上道工序中经脱碳后得到氢体积分数为 95%? 98%的原料 气，再提纯到
99.99%后，作为商品氢出售。
1.2 工艺方案的选择。
1.2.1 焦炉煤气压缩采用螺杆式压缩机。
焦炉煤气的压缩国内传统工艺流程中几乎均采用活塞式压缩机。 而该装置根据对制氢工艺新技术的掌握，针对原料气的特点，在焦炉煤气 压缩的问题上，经多方论证后，确定采用分步压缩方案，即低压段采用螺杆压 缩机，脱除杂质组分后，再用活塞式压缩机升压，这种低压段大气量将焦炉煤 气压缩到
0.55? 0.60MPa的螺杆压缩机在国内尚属首次使用。
釆用螺杆压缩机压缩焦炉煤气最大的优点是 : 螺杆机结构简单、运行时间长，可以保证裝置长周期安全稳定运行，对原 料气烃类杂质含量要求不高，无需备用压缩机。与活塞式压缩机相比，无需维 修频繁堵塞的气阀（原料气中焦油及萘含量较高，故需经常停车更换气阀内 件），维修工作量几乎为零。而传统的往复式压缩机辅助设备多、检修频率 高，若用于焦炉煤气压缩，气阀更易堵塞，维修工作量大，还需备用压缩机。
该工艺的另一主要优势是釆用了柴油喷淋冷却工艺，出口温度控制在 80C 左右，在该温度下，焦炉煤气中的轻质焦油、萘等大分子烃类大部分溶解在柴 油中（回收的焦油、萘等烃类物质进行集中处理 ），但经过冷却器降温至40C 时，焦炉煤气中的萘要结晶析出，为此该装置又完善了使用柴油喷淋循环冷却 的工艺，这样既能保证管道畅通、又能保证冷却效果，这也是该工艺的独到之 处。
从投资的角度而言，原料气螺杆压缩机和半成品活塞式压缩机总购置费用 不超过 800万元，比目前国内同类装置采用 3台活塞式压缩机 （其中 1台备用）节 省投资约 200 万元。
1.2.2 原料气预处理系统釆用净化分离工艺。
焦炉煤气PSA制氢国内同类裝罝原料气均采用活塞式压缩机，原料气在进 入活塞式压缩机之前必须将萘、苯、焦油等重组分杂质脱除，以保证活塞式压 缩机的正常工作，整个工艺气的处理需经过脱硫、脱萘、脱苯、除氨等预处理 工艺及电捕焦油器、风机等附属设备 ,而该装置在螺杆压缩机后首次采用了冰机 冷冻分离工艺，可以将原料气中大部分高碳烃类、苯、萘等重组分杂质在低温 下脱除，从而大大降低了原料气预处理系统的投资和运行成本。如果从原料气 预处理系统的投资和运行成本分析，冷冻净化工艺则比传统工艺投资方面减少 约
533.63 万元，运行成本节约 60 万元 /a。
123原料气脱硫釆用PSA技术。
原料气经该装罝冷冻净化工艺后，还含有质量浓度 500? 400mg/m3 的硫无 法在此工段中脱除 （硫含量取决于所选焦煤的煤质），因此，原料气脱硫问题则 是该装置的关键流程。
传统的脱硫方法有： （ 1）干法脱硫。釆用氧化铁干法脱硫，其优点是一次性投资较小，但缺点 是运行成本非常高，易造成长期的二次污染。
(2)湿法脱硫。如PDS等传统脱硫方法。湿法脱硫具有安全可靠，运行稳 定、运行费用低于干法脱硫等优点。似是，湿法脱硫的缺点也很明显，那就是 装置投资高、设备腐蚀严重、环境污染大，对有机硫几乎没有脱除效果 ,而对于 变压吸附工艺的吸附剂、危害最大的就是有机硫，它会造成吸附剂寿命减少或 失活，影响吸附效果，从而影响了产品氢气质量。另外，经脱硫后产生的硫渣 及含硫废水易造成二次污染。
该装置采用目前最先进的，并且是非常成熟的两段法吸附技术，即把 PSA 脱碳和PSA制氢二种工艺合二为一，取长补短。结合焦化公司对解析气中硫含 量要求不高的实际情况，从根本上解决有机硫处理的难题。该装罝第一段采用 PSA脱碳技术，可以大幅度脱除原料气中有机硫、无机硫、 CO 2、CO等杂质组分，使氢气体积分数达到 95%以上，同时将原料气中的总 硫质
量浓度从500? 400mg/m3脱除到10mg/m3以下，然后进入下段PSA制氢 工序，由于专用耐硫吸附剂对硫的解吸性能非常好，可以循环使用(与 CO2的 吸附解吸性能接近)，同时也保证了 PSA脱碳吸附剂使用寿命可以达到10年以 上，第二段PSA制氢吸附剂使用寿命更长，可以达到 15年以上。
1.2.4 两段法提高氢气回收率。
传统PSA制氢工艺中氢气回收率只有70%? 80%,而该裝置选用的工艺技术 可将氢气回收率提高到 95%以上，从这套装置来讲，解吸气全部返回到煤气管 网,因此,从表面上讲,氢气回收率似乎并不重要,但氢气回收率低,则会增 加原料气量,不仅仅会增加压缩功耗,同时也增大了装置对杂质组分的处理 量,导致装置运行费用增大,氢气成本增高。因此,努力提高氢气回收率是降 低氢气成本,提高经济效益的有效手段。
该裝置推荐采用目前最先进的两段法吸附技术是提高氢气回收率的最佳方 案。将PSA二段制氢的逆放废气回收作为本装罝的升压气将PSA二段制氢的解 吸气用于PSA一段脱碳的冲洗气；将一段 PSA脱碳的逆放气和抽空解吸气作为 除油器和TSA系统的冷吹气和再生气使用，最后全部返回解吸气管网。
从投资角度讲,该装置由于釆用了两段法吸附技术,使主装置总投资由 4200 万元降低到 3000 万元。
1.2.5 脱氧系统无需干燥设备
在国内已经运行的PSA制氢装置中，凡是对产品氢中 02含量有要求者，几 乎无一例外，均设计了一套钯催化剂+等压干燥系统，其原因是 02和H2的分离 系数较小，仅仅通过PSA很难达到产品氢气对微量杂质 02含量的严格要求（一 般均要求体积分数小于1X10-5
）。
在预留的脱氧系统中，取消了干燥系统。主要是因为如果产品气中要求 H20体积分数绛＜ 6X-50
，则脱氧系统放在PSA-H2二段后面，不需要干燥系统；如果产品气中要求 H20体积分数绛＜ 1X-50