[發明專利]焦爐煤氣PSA制氫預處理雙載體再生裝置

有效

• 申請號: 201410054519.8
• 申請日: 2014-02-18
• 公開（公告）號: CN103754822B
• 公開（公告）日: 2017-01-25
• 發明（設計）人: 陳曉強;王書民;白弘;何佳;王峻;姜濤;肖習華
• 申請（專利權）人: 馬鋼（集團）控股有限公司;馬鞍山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C01B3/56
• 分類號: C01B3/56;B01D53/047
• 代理公司: 馬鞍山市金橋專利代理有限公司34111
• 代理人: 周宗如

技術領域

本發明屬于焦爐煤氣精制、焦爐煤氣PSA制氫，尤其涉及焦爐煤氣PSA制氫裝置。

背景技術

當前，焦爐煤氣（Coke-Oven?Gas?,簡稱COG）PSA制氫裝置其預處理單元再生裝置由提氫單元解吸氣支路、預處理單元和預處理再生支路連接組成。提氫單元解吸氣輸出管a通過解吸氣緩沖罐、壓力調節閥F2、連接管、熱吹控制閥F3、冷吹控制閥F4、加熱器連接到預處理單元的入口處，將提氫單元解吸氣輸入預處理單元作再生氣源；提氫單元解吸氣輸出管a分別與提氫單元、解吸氣緩沖罐、壓力調節閥F1和排出管連接，是預處理單元再生間隙（升、減壓）時提氫單元解吸氣外排回收通道。預處理單元設解吸氣輸出管b與排出管連接。取自提氫單元的解吸氣，經預處理再生支路對預處理單元再生塔進行反吹，清除附著在預處理單元再生塔吸附劑上的雜質組分，再由預處理單元的解吸氣輸出管b、排出管排出界外回收。熱吹時，解吸氣由提氫單元引出，進入解吸氣緩沖罐、壓力調節閥F2、連接管、熱吹控制閥F3和加熱器，從頂部對預處理單元再生塔進行反吹，然后再由解吸氣輸出管b、排出管排出界外回收。冷吹時，解吸氣由提氫單元引出，進入解吸氣緩沖罐、壓力調節閥F2、連接管和冷吹控制閥F4，從頂部對預處理單元再生塔進行反吹，降低再生塔吸附劑溫度，然后再由解吸氣輸出管b、排出管排出界外回收。存在的缺陷是PSA制氫裝置生產過程中，由于來自界外的COG雜質組分超標，導致預處理單元床層穿透（吸附劑吸附飽和，不合格COG穿過吸附床層），雜質超標的COG經壓縮單元Ⅱ、Ⅲ段壓縮后，單位體積的雜質含量上升數倍、飽和析出，容易造成壓縮單元Ⅱ、Ⅲ段的冷卻芯、排污管、安全閥根部管，以及提氫單元的入口過濾器、管道、壓力變送器導管堵塞；進入提氫單元的COG雜質超標，其解吸氣也即預處理單元再生氣源也富集雜質，使預處理單元再生塔再生同時也在吸附雜質，降低了該塔轉入吸附后的吸附容量，吸納COG雜質的能力更弱，如此進入惡性循環，直至預處理單元起不到凈化作用，更為嚴重的是永久損傷提氫單元昂貴的、設計與裝置同壽命的吸附劑（15年），縮短其使用壽命，增加更換費用或降低粗氫氣純度、產能，影響生產連續性，威脅安全生產。

發明內容

為了克服現有技術存在的缺陷，本發明的目的是提供一種焦爐煤氣PSA制氫預處理雙載體再生裝置，優化制氫過程控制，提高預處理單元的吸附能力，降低進入提氫單元的COG雜質含量，改善預處理單元再生效果，避免提氫單元吸附劑永久損傷甚至報廢，穩定產能和粗氫氣純度，降低生產成本，保證生產順利進行。

焦爐煤氣PSA制氫裝置，包括壓縮單元I段、預處理單元、壓縮單元II、III段、提氫單元和脫氧干燥單元，壓縮單元I段由COG輸入管連接供氣站，提氫單元由輸出管連接脫氧干燥單元。提氫單元和預處理單元之間設置由解吸氣輸出管a、解吸氣緩沖罐、壓力調節閥F2、并接的熱吹控制閥F3和冷吹控制閥F4、加熱器和連接管組成預處理單元利用提氫單元解吸氣再生支路；解吸氣輸出管a與提氫單元連接，與壓力調節閥F1、排出管連接，組成預處理單元再生間隙時提氫單元解吸外排通道；預處理單元設解吸氣輸出管b與排出管連接，其特點是在壓力調節閥F2與并接的熱吹控制閥F3、冷吹控制閥F4之間的管道上設三通，設有止回閥的氮氣再生支路一端與三通連接，另一端與氮氣源連接，將氮氣引入預處理單元對再生塔進行反吹，實現預處理單元利用提氫單元解吸氣和氮氣雙載體再生處理；所述的預處理單元的解吸氣輸出管b設三通，分別與隔斷閥F5和新建獨立出氣管連接，與隔斷閥F6和排出管連接，構成預處理單元解吸氣雙外排回收通道。

本發明進一步改進，所述的氮氣再生支路的進氣管依次設減壓閥組、流量調節閥組、流量計和止回閥連接至解吸氣支路的壓力調節閥F2與并接的熱吹控制閥F3、冷吹控制閥F4之間的三通上，通過減壓閥對輸送氮氣的壓力進行控制，流量調節閥組和流量計對氮氣的輸入量進行控制，止回閥有效防止解吸氣倒回氮氣管道。

本發明進一步改進，所述的獨立出氣管上設隔斷閥F5，一端連接解吸氣輸出管b的三通，另一端與與界外相通，將氮氣再生時的尾氣排出界外回收，清除再生塔中的雜質。