[發明專利]變壓吸附制氫系統的快速提氫開車方法

有效

• 申請號: 201310328743.7
• 申請日: 2013-07-31
• 公開（公告）號: CN103395744A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 王寧暉;柳欣;蘇青平;黃桂萍;呂擁軍;古海青;姜波;文勇輝;王熙臻;薛繼龍
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵（集團）公司
• 主分類號: C01B3/50
• 分類號: C01B3/50
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 涂潔

技術領域

本發明涉及一種變壓吸附制氫系統的開車方法，具體的說是一種變壓吸附制氫系統的快速提氫開車方法。?

背景技術

變壓吸附制氫系統一般包括依次連接脫硫裝置、煤氣壓縮機（至少包括兩段）、變溫吸附裝置、變壓吸附裝置和氫氣提純裝置。工作時，原料氣先進脫硫裝置脫硫，再經煤氣壓縮機一段壓縮后送入變溫吸附裝置進行變溫吸附除脫苯和萘，再回到煤氣壓縮機進行進一步壓縮后送至變壓吸附裝置分離出氫及解析氣，出離出的氫氣送入氫氣提純裝置進一步提純后可進入后續的氫氣儲罐，解析氣送入變溫吸附裝置為其再生后排入燃氣管網，生成的污水送污水處理系統（參見圖4）。?

變壓吸附制氫系統運行一段時間后要根據運行情況需要定期檢修，檢修后再進行重新投料開車，變壓吸附制氫系統在正常開車投入原料氣之前，必須用氮氣對整個系統的設備和管道內的空氣進行置換，使氧含量下降，因為本系統中投入的的原料氣、產品氣和解析氣均含有大量的易燃易爆的氣體，例如氫氣，一氧化碳，甲烷和烴等，如果不預先將裝置內的含有氧的空氣置換掉，那么在開車時容易引起爆炸燃燒。?

傳統工藝開車時，先用純氮氣將變壓吸附制氫系統（簡稱制氫系統）內部進行清洗，將氮氣由制氫系統的脫硫裝置通入，將制氫系統內的空氣置換完由氫氣提純裝置排出，整個系統氧含量≤0.4%（體積百分比）時即為合格后，啟動原料氣生產裝置，制氫系統投料開車，變壓吸附制氫工藝主要是溫度和壓力控制操作，但開車初期，由于系統內充滿氮氣因而不能建立工作壓力（特別是吸附塔），當原料氣到達吸附塔后，由于系統的正常工作壓力沒有建立起來，原料氣中的氫?氣無法分離出來，必須經過一段時間運行后，隨著壓力緩慢穩定，所生產的產品氣中氫氣濃度逐步提高，吸附劑開始逐步再生，即使如此，此時生產的產品氣仍沒有達到用戶的純度要求，必須不斷的放空，直到氫氣純度達到99.999%之后，才算開車完成，這種傳統的開車方法由投料到合格的氫氣產出時間需要10～15小時左右，不僅耗費較長的時間，還會向大氣中排放大量的有害氣體，污染環境并且浪費能源。?

發明內容

本發明的目的是為了解決上述技術問題，提供一種方法簡單、能大幅縮短開車時間、對環境友好的變壓吸附制氫系統的開車方法。?

所述開車方法為：變壓吸附制氫系統開車時，先將氮氣由變壓吸附制氫系統的脫硫裝置入口通入，以清洗置換系統內的空氣，使其由氫氣提純裝置出口排出，當系統氧含量降至體積百分比0.4%以下時，停止通入氮氣；然后將氫氣由變壓吸附制氫統的氫氣提純裝置出口通入，以逆向洗清置換系統內的氮氣，使其由脫硫裝置入口排出或由變溫吸附裝置的解析氣出口排入燃氣管網，完成系統內的氮氣置換后，變壓吸附制氫系統正常投料開車。?

當系統內氮氣被全部置換后，繼續由氫氣提純裝置出口通入氫氣，對變壓吸附制氫系統中的各吸附塔按吸附塔操作壓力工藝曲線進行充氫以及升壓或降壓操作，然后變壓吸附制氫系統正常投料開車。?

所述氫氣來自與變壓吸附制氫系統聯網的網絡內氫氣，或者是與變壓吸附制氫系統連接的氫氣儲罐內儲存的氫氣。這類氫氣的壓力通常為1-2Mpa?

所述吸附塔操作壓力工藝曲線是指正常工作時，各吸附塔的充氫的升壓或降壓的操作流程壓力，此為現有技術，不作詳述。?

所述正常投料開車中的投料是指投入原料氣，所述原料氣可以為?煉焦爐生產的焦爐煤氣、天然氣或者是其它含氫氣體。?

發明人對傳統的開車方法進行了研究，發現導致開車時間過長的主要原因是進行氮氣吹掃后系統內充滿氮氣，該氮氣是低壓的保安用氮氣，因而無法建立壓力，導致短時間內難以快速分離出氫氣以及分離出的氫氣純度不高的問題。通過在氮氣吹掃后逆向引入純凈的氫氣，將氮氣清洗置換出去，然后繼續充入氫氣使各吸附塔按塔操作壓力工藝曲線快速充氫升壓，以滿足變壓吸附制氫系統正常工作時的操作壓力，這樣當原料氣投料進入后，就無需等到壓力建立后才能生產出合格的純凈氫氣，而是可以快速的生產出合格的產品氣。?

有益效果：?

本發明工藝簡單，大大縮短了變壓吸附制氫系統的開車時間，提高了工作效率，由投料到合格的氫氣產出時間由原來的12小時～15小時縮短到0.5小時，進一步提高了合格氫氣產量，投料開車后產生的氣體均能有效利用，無有害氣體直排，節能環保，具有很大的社會效益。?

附圖說明

圖1為本發明快速提氫開車方法的流程圖。?

圖2為開車時，采用氫氣置換氮氣時的氣體流程圖一。?

圖3為開車時，采用氫氣置換氮氣時的氣體流程圖二。?