[實用新型]高純度氫氣的生產系統以及合成氨系統

有效

• 申請號: 201320664772.6
• 申請日: 2013-10-25
• 公開（公告）號: CN203545947U
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 楊獻斌;周毅;李克錄;楊科;任焱凱
• 申請（專利權）人: 昊華工程有限公司
• 主分類號: C10J3/00
• 分類號: C10J3/00;C01B3/16;C01B3/50;C01B3/52;C01B3/56;C01C1/04
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 陳振;李芙蓉

1.一種高純度氫氣的生產系統，其特征在于：

包括水煤氣發生部分，變換氣發生部分，變換氣脫硫部分和變換氣脫碳提氫部分；所述水煤氣發生部分和變換氣發生部分之間，變換氣發生部分和變換氣脫硫部分之間，變換氣脫硫部分和變換氣脫碳提氫部分之間通過管道連通；

所述水煤氣發生部分包括原料輸送裝置、空氣分離裝置和氣化爐，其中煙煤通過原料輸送裝置進入氣化爐，空氣分離裝置分離出來的氧氣進入氣化爐；煙煤和氧氣在氣化爐中加壓氣化生成水煤氣；水煤氣進入所述變換氣發生部分生成變換氣后進入變換氣脫硫部分；

所述變換氣脫硫部分包括脫硫塔和脫硫液再生裝置；所述脫硫塔與脫硫液再生裝置連接；等溫絕熱變換氣進入脫硫塔脫硫后進入變換氣脫碳提氫部分。

2.根據權利要求1所述的高純度氫氣的生產系統，其特征在于：

所述變換氣發生部分包括凈化裝置、第一熱交換裝置、等溫變換爐、絕熱變換爐、第二熱交換裝置、冷凝裝置、分離裝置；所述水煤氣首先通過凈化裝置去除雜質得到第一水煤氣，第一水煤氣進入第一熱交換裝置進行熱交換得到第二水煤氣，第二水煤氣與過熱蒸汽混合后進入等溫變換爐反應得到等溫變換氣，等溫變換氣進入第一熱交換裝置與第一水煤氣進行熱交換后得到第一變換氣，第一變換氣進入絕熱變換爐進行絕熱變換反應得到第二變換氣，第二變換氣進入第二熱交換裝置降溫得到第三變換氣，第三變換氣進入冷凝裝置使水蒸氣冷凝后進入分離裝置分離出冷凝水，得到等溫絕熱變換氣。

3.根據權利要求2所述的高純度氫氣的生產系統，其特征在于：

所述等溫變換爐設置有汽包，所述第一熱交換裝置與所述等溫變換爐的管程連通，所述等溫變換爐的殼程與所述汽包連通。

4.根據權利要求1所述的高純度氫氣的生產系統，其特征在于：

所述變換氣脫碳提氫部分包括脫碳裝置和提氫裝置；

所述脫碳裝置包括水分離器、第一吸附塔和第一均壓罐，所述脫硫變換氣首先經過水分離器分離出水分后進入第一吸附塔，在所述第一吸附塔中設置有第一低溫觸媒吸附劑；經過第一吸附塔吸附處理后進入第一均壓罐升壓處理后進入提氫裝置；

所述提氫裝置包括第二吸附塔、第二均壓罐、真空泵和氫氣壓縮機，所述經過脫碳裝置處理后的脫硫變換氣依次進入第二吸附塔和第二均壓罐后通過真空泵打入氫氣壓縮機進行壓縮處理得到高純度氫氣。

5.一種合成氨系統，其特征在于：

包括權利要求1至4所述的高純度氫氣的生產系統；

所述合成氨系統還包括氫氣補氮脫氧部分，氮氫氣壓縮部分和氨合成部分；變換氣脫碳提氫部分和氫氣補氮脫氧部分之間，氫氣補氮脫氧部分和氮氫氣壓縮部分之間，以及氮氫氣壓縮部分和氨合成部分之間均通過管道連接。

6.根據權利要求5所述的合成氨系統，其特征在于：

所述氫氣補氮脫氧部分包括氮氣輸送管、氮氫混合裝置和除氧裝置，所述氮氣輸送管與所述水煤氣發生部分的空氣分離裝置連接，所述氮氣輸送管與所述氮氫混合裝置連接，所述除氧裝置與所述氮氫混合裝置連接；經過提氫裝置提取出來的氫氣進入氮氫混合裝置，與通過氮氣輸送管進入的氮氣在氮氫混合裝置中混合得到氮氫混合氣，氮氫混合氣進入除氧裝置除氧后進入氮氫氣壓縮部分。

7.根據權利要求5所述的合成氨系統，其特征在于：

所述氮氫氣壓縮部分包括氮氫氣進口總管、第一分離裝置、至少一臺壓縮機和氮氫氣出口總管，所述第一分離裝置設置在氮氫氣進口總管的入口處，所述氮氫氣進口總管與壓縮機的進口連接，所述氮氫氣出口總管與壓縮機的出口連接。

8.根據權利要求5所述的合成氨系統，其特征在于：

所述氨合成部分包括氨合成塔，其中氨合成塔中設置有高活性氨合成觸媒。

9.根據權利要求5所述的合成氨系統，其特征在于：

所述氨合成系統還包括后續處理部分，所述后續處理部分包括蒸汽過熱器、廢熱鍋爐、軟水加熱器、第一水冷裝置、第二水冷裝置、第一氨冷裝置、第二氨冷裝置、氨分離器和合成氣循環裝置；所述氨合成部分產生的合成氨經過蒸汽過熱器加熱飽和蒸汽至過熱蒸汽，然后經過廢熱鍋爐產生飽和蒸汽之后進入軟水加熱器加熱脫鹽水，之后進入第一水冷裝置降溫，進入第二水冷裝置后氨氣被部分冷凝，再進入第一氨冷裝置和第二氨冷裝置冷凝，之后進入氨分離器進行氣液分離得到液氨和合成氣，液氨進入氨庫儲存。