变压吸附制氢工艺料结构优化与尾气回收方案探讨.docVIP

变压吸附制氢工艺薛垂义 邵传收摘 要：关键词： Optimum Packing Structure and Discussion on Exhaust Recovery of Pressure Swing Adsorption Hydrogen Making Process XUE Chui-yi，SHAO Chuan-shou，Dong Kai，WANG Xue-han （Cold Rolling Dept.,Jinan Iron and Steel Co.,Ltd., Jinan 250101,Shandong, China） Abstract： Based on the practical questions that the unit of pressure swing adsorption hydrogen making from coke oven gas of the cold rolling of Jinan Iron Steel Co.,， packing structure of the desulphurizing dispenser and the pretreatment dispenser are optimized, the questions of frequent equipment troubles and the low availability of the unit are solved because of inadequate desulphurization and denaphthalen1zation. Through recovery and utilization of exhaust from hydrogen making, over 90% exhaust discharging is solved，not only it achieves energy saving, but also environmental protection，the reformation achieves basically its anticipated goal. Key words：coke oven gas；pressure swing adsorption；hydrogen making process；optimum structure；exhaust recovery 1 引言 变压吸附（Pressure Swing Adsorption）技术是利用吸附剂表面对于气体分子的物理吸附为基础，利用吸附剂在等压下易吸附高沸点组分，不易吸附低沸点组分，在压力增加情况下吸附增加，压力减小情况下吸附减少的特性，在压力下吸附、减压下解吸的循环过程就是变压吸附工艺过程。煤气变压吸附制氢工艺是利用变压吸附原理，焦炉煤气在经过吸附剂填料时，相对于氢气沸点较高的其他气体组分被选择的吸附在吸附剂上，氢气则通过吸附剂，从而达到氢气与其他气体组分的分离。然后在减压升温条件下，吸附剂上的其他气体组分发生有效脱离，达到吸附剂的再吸附。 2 济钢煤气变压吸附制氢工艺 济钢冷轧厂煤气变压吸附制氢机组是全氢光亮罩式退火工艺和镀锌还原退火工艺的配套机组，该机组的稳定运行对退火和镀锌两机组的至关重要，其工艺流程如图1所示：焦炉煤气通过管道进入脱硫罐进行脱硫脱水处理，预处理罐进行脱萘脱水处理，经脱硫、脱萘、脱水后，焦炉煤气依次进入二级压缩三级压缩单元，再到变压吸附罐进行变压吸附制氢，后进入制氢精制工序。整个流程分煤气预处理、煤气压缩、变压吸附制氢、氢气精制4个工序，其中煤气预处理和氢气精制为变温吸附（TSwing Adsorption），变压吸附制氢为变压吸附。 图1 煤气变压吸附制氢工艺流程机组设计的主要工艺参数： 氢气产量：600m3/h； 氢气纯度： H299.999％，O21×10-6，露点（常压）-60℃； 出口压力：1.5MPa(G)； 出口温度：40℃。 3 问题的提出 工艺填料不合理，设备故障率高 制氢煤气中的硫化氢、萘水严重影响着制氢机组的运行，由于工艺存在缺陷，对硫化氢、萘水的去除不充分，导致制氢机组因煤气杂物过多而引发故障频繁，设备状态无法预控，机组的连续运行时间不足1，严重影响和制约着生产。 尾气不能回收大量放散，造成能源浪费和环境污染 CH4和CO平均热值：7000Kcar/Nm3.1 改造目标 （1）增强对煤气中萘、硫化氢的预处理能力，因萘、硫化氢堵塞阀门造成的机组运行故障，实现按计划检修。 （2）制氢尾气回收利用，实现节能减排，保护环境。 .2 工艺填料结构优化 （1）脱硫剂结构优化 改造前，脱硫罐内脱硫填料的装填方式如图所示，底层为1米厚的焦炭，焦炭上