制氢讲课
制氢培训课件
绝热加氢工艺流程图
1、转化的基本原理
转化型式:一段转化+二段转化;一段转化
烃类水蒸汽转化主要反应有: CnHm+nH2O=nCO+(n+m/2)H2 ① CO+3H2=CH4+H2O △Ho298 =-206kJ/mol ② CO+H2O=CO2+H2 △Ho298 =-41kJ/mol ③ 以甲烷为主的气态烃,蒸汽转化过程 较为简单,主要发生上述反应,最终产品 气组成由反应②③平衡决定。
4、变温加氢工艺
220℃
350 ~ 380℃
原料气
适用原料: 烯烃含量不 限制
去转化炉
原料预热炉 变温加氢反应器 绝热加氢反应器 氧化锌脱硫反应器
绝热加氢工艺流程图
1、绝热加氢工艺
250 ~ 390℃ 320 ~ 370℃
原料气
适用原料: 烯烃含量小 于7%一下
去转化炉 原料预热炉 加氢反应器 氧化锌脱硫
4.中温变换部分 由转化气蒸汽发生器(E4001)来的360-380℃ 转化气进入中温变换反应器,在催化剂的 作用下发生变换反应,将变换气中CO降至 3%左右。中变气经锅炉给水第二预热器预 热锅炉给水,锅炉给水第一预热器预热锅 炉给水,除盐水预热器预热除盐水回收大 部分预热后,在经中变器水冷器降温至40℃, 并经分水后进入PSA部分。
蒸汽转化过程反应原理
而轻石脑油,由于其组成较为复杂,有烷 烃、环烷烃、芳烃等,因此,除上述反应外, 在不同的催化床层,还发生高级烃的热裂解、 催化裂解、脱氢、加氢、积炭、氧化、变换、 甲烷化等反应,最终产品气组成仍由反应②③ 平衡决定。 烃类水蒸汽转化反应是体积增大的强吸热反 应,低压、高温、高水碳比有利于上述反应的 进行。 工程设计选择:高压、高温、低水碳比
制氢操作培训课件
脱硫单元
• 系统循环量的控制 • 出系统粗氢气产品质量的控制 • 系统腐蚀的控制 • 胺液的降解 • 消泡剂的添加 • 气化脱硫与MDEA脱硫对比
脱硫单元
• (1)系统循环量的控制
•
富液循环量要<543m3/h,流速过快容易导致腐蚀
•
变换装置出口至T4201该段管线伴热不用投用
尽可能低,减少饱和水夹带以及灰尘夹带。(带水意味着带灰)
待蒸汽超过临界值后随着系统温度的升高压力会逐渐稳定。
• (2)进料温度控制
•
主要从系统物料平衡考虑
• (3)出料温度的监控
•
T4103出口温度
磷酸盐加药装置操作
• 低于30cm配置药剂,最终加水量控制在100cm。 • 搅拌器待药剂完全溶解后停运。 • 加药量根据系统补水负荷、排污量、磷酸根含量、PH及时调整。
引申:
系统压力的控制
1、系统气量 2、变换反应的好坏 3、脱硫循环量、溶剂温度的控 制、再生效果的好坏。 4、VPSA/PSA的有效吸附。 5、压缩机的运行情况。
变换催化剂的维护
• 4催化剂毒物
•
砷含量(煤中含有砷元素)
•
砷的主要来源为原料煤,气化装置使用的烟煤中砷的含量一般为
0.75~176ppm。工艺气中的砷含量为煤中所含砷的14%~22%,其余存在于粗渣
合物发生了分子链的无规则断裂、侧基和低分子的消除反应,致使聚合度
和相对分子质量下降。
•
①温度高降解
•
128℃,设计采用150℃ 蒸汽,待压缩单元正常运行后采用的是200℃
蒸汽。温度的控制要严格执行工艺指标。
•
②与氧气接触降解
脱硫单元
• (5) 消泡剂的添加 • 在胺液运行过程中加入消泡剂应慎重考虑。必须在确认溶剂已经发泡后
制氢培训讲义
1.制氢装置设计及改造情况大连西太平洋石油化工有限公司制氢装置规模为6×104Nm3/h。
两套加氢、脱硫、转化炉、中变采用国内技术;净化系统为变压吸附法,技术为德国林德(Linde)公司专利,引进控制计算机、成套阀门、管线、仪表和吸附剂,吸附罐为国内制作,林德公司制造技术。
设计单位为中国石化北京设计院。
本装置由下列五部分组成:(1)原料油干法加氢、脱硫部分(2)转化及相应对流段热回收部分(3)中温变换及变换气换热冷却部分(4)PSA中变气净化部分(5)开工及循环氢压缩机及酸性水汽提部分装置的加氢、脱硫、转化、中变过程采用两个系列。
PSA部分则为一个系列。
原料设计时以轻质油(重整拔头油或轻石脑油)为主,同时应用少量液化气和ARDS装置弛放干气。
98年7月至今,由于重整装置停工未开,制氢原料改为重整精制油。
产品纯度为H2>%。
产品主要供常渣油加氢脱硫(ARDS)装置、蜡油加氢精制装置及煤柴油加氢精制装置、聚丙烯用。
施工图设计于1992年12月末完成,1995年末基本建成,1997年7月正式投产。
1998年2月经标定达到设计规模,生产稳定,质量良好。
2.生产装置工艺原理本制氢工艺采用以轻质油(重整拔头油或轻石脑油)为原料.经干法加氢、脱硫后与水蒸汽混合,经催化剂转化产生H2、CO及CO2。
转化气再经中温变换将CO与转化气中水蒸汽反应成CO2同时再产生部分H2。
中变气经换热、冷却分液后进往PSA吸附部分脱除中变气的CH4、CO和CO2,生产纯度为99 9%(v)的氢。
RS+H2→R+H2SH2S+Z n O→Z n S+ H2 OR+ H2 O→CH4+CO+CO2CH4+ H2 O→3 H2+CO-QCO+ H2 O→H2+CO2+Q3.生产装置工艺流程详述本装置设计原料主要是重整拔头油,工艺流程大致可分为五部分:(设计条件)(1)原料脱硫部分(分A、B两系列,以A系列为例,下同)40℃的重整拔头油自装置外进原料缓冲罐D-101,经原料泵P-101/1升压至。
《制氢技术简介》课件
制氢技术的优势
1 环保
燃烧氢气时无二氧化碳排放,对环境友好。
2 节能
可以利用再生能源制氢,提高能源利用效率。
3 替代石油
制氢技术应用广泛,可替代石油等化石燃料,减少对有限资源的依赖。
制氢技术简介
本课件将介绍制氢技术的原理、种类、应用和优势。通过化学或物理手段, 制氢技术可以将水分子中的氢离子与电子分离,形成氢气。
什么是制氢技术
制氢技术利用化学或物理手段将水分子中的氢离子(质子)与电子分离,形 成氢气。它是一种重要的能源转化方式,具有广泛的应用前景化石燃料重整法和生物法等。
2 物理分离法
包括氢渗透膜法、原子吸附法和离子膜抽提法等。
制氢技术的应用
燃料电池
将氢气和氧气反应产生电能,作为清洁能源应 用于交通和能源领域。
合成氨生产
利用制氢技术作为合成氨生产的重要步骤。
氢化制氢
利用氢气与有机物反应制备高纯度的氢化物。
汽车燃料
氢气作为汽车燃料,零排放,成为未来发展的 方向。
《制氢学习》课件
3 化石燃料重整法
利用化石燃料进行重整反应产生氢气。
4 生物制氢法
利用微生物或酶的作用产生氢气。
制氢的应用
加氢制氢
将氢气与其他物质反应,如加 氢裂解重油。
催化制氢
利用催化剂加速制氢反应速率, 提高氢气产量。
燃料电池等领域中的 应用
介绍燃料电池、氢能源汽车等 领域中氢气的应用。
制氢的发展前景
1
国内外制氢的现状和发展趋势
分析国内外制氢技术的现状和未来发展趋势。
2
制氢技术的市场前景及产业化
探讨制氢技术在市场上的潜力和产业化的可能性。
3
结语
总结制氢技术的应用前景,并展望未来制氢技术的发展。
《制氢学习》PPT课件
# 制氢学习
制氢的概述
制氢的意义和现状
探索制氢技术的重要性及全球现状,解决能源和环境问题。
制氢的分类和原理
介绍制氢方法的分类和基本原理,如热分解法、电解法等。
制氢的方法
1 热分解法
通过高温加热将物质分解产生氢气,适用于 可性材料。
2 电解法
利用电流将水分解成氢气和氧气,是最常用 的制氢方法。
《生物质制氢技术》PPT课件
述分析可知,CFBG的热解反应处于高温区,并且CFBG的传热条件好,加热速率高,可操作性强,
产品气的质量也较高,其中H2的含量也较高。
•
综合分析上述三种气化炉可知,下吸式气化炉在提高产品气的氢气含量方面具有其优越性,但其
结构复杂,可操作性差,因而如何改进下吸式气编化辑炉pp的t 物料流动性,提高其气化稳定性是下吸式气 10 化炉需要研究的。
4
氢的存在形式及制取途径
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• 地球上的氢主要以其化合物,如水和碳氢化合物、石油、天然气 等形式存在
用水制氢
化石能源制氢
生物质制氢
水电解制氢:产品纯度高, 煤制氢:生产投资大,易 操作简便,但电能消耗高 排放温室气体,新型技术
正在研发
热化学转化技术:有生物 质热解制氢、气化制氢超 临界气化制氢等方法。产 氢率和经济性是选择工艺 的关键
编辑ppt
8
生物质气化
• 生物质热化学气化是指将预处理过的生物质在气化介质中 如:空气、纯氧、水蒸气或这三者的混合物中加热至 700℃以上,将生物质分解为合成气。
• 生物质气化的主要产物为H2、CO2、CO、CH4 • 混合气的成分组成比因气化温度、压力、气化停留时间以
及催化剂的不同而不同 • 气化反应器的选择也是决定混合气组成的一个主要因素。
• 各种矿物燃料制氢如天然气催化蒸汽重整等,但其作为非可再生能源, 储量有限,且制氢过程会对环境造成污染。
• 利用可再生能源,如太阳能、海洋能、地热能、生物质能来制取氢气 是极具有吸引力和发展前途的。
编辑ppt
6
§4.2 生物质热化学转换法制氢
• 为化学工程过程 • 以生物质为原料,以氧气(空气)、水蒸气或氢气等作为
焦化制氢讲课课件1PPT资料51页
本装置产品为氢气,用管道输送至界区交接点。 其规格如下:
(1)压力:≥0.7kPa
(2)温度:≤40℃ (3)流量:2x 36552.8Nm3/h (4)组成:
2.1.5 副产品气技术规格
本装置副产品为解吸气,用管道送至界区 交接点。部分用作焦炉系统的燃料,部分送至 园区煤气管网。
1.4 项目建设的意义
金属镁一体化项目,是盐湖工业公司在建设钾 、钠、镁、锂、气五大产业群的指导思想下启 动建设的一个重要项目;是盐湖工业公司继钾 肥百万吨项目、综合利用项目一、二期工程、 一万吨碳酸锂项目、ADC发泡剂一体化项目开 工建设后,走循环经济和新型工业化道路的重 要实践和又一重大举措;是青海省和盐湖工业 公司在盐湖资源综合开发利用史上一个非常重 要的开发项目。
精脱萘系统:本工序由4台脱萘器构成,2 台同时进料,另2台再生。
该工序主要是将绝大部分的萘、硫、苯、
氨脱除。压力为0.8MPa的焦炉气由下而上进 入精脱萘器,萘含量小于1mg/Nm3 后进入后 工序,直到吸附剂完全吸附饱和后切除再生。 12 小时再生一次, 采用经加热后约170℃ 左 右的PSA 逆放气对脱萘器进行再生。再用常 温逆放气进行冷吹降温到40℃ 左右,再生气 经冷却器降温到85~90℃ 管送到解吸气混合 罐。在正常工况下脱萘剂2年更换一次。
IPMT 金属镁一体化焦化项目
1.3 项目建设的设计原则
项目设计总体遵循安全、可靠、先进、节约 的原则。采用先进的变压吸附气体分离技术,合 理安排工艺流程,采用先进的自动控制手段,以 保证装置顺利投产、稳定长周期的运转,正常发 挥其经济效益。装置设计贯彻“五化”(一体化、 露天化、轻型化、国产化、社会化)原则。严格 执行国家和行业有关设计规范、规定及标准。依 托工厂配套设施,充分发掘工厂潜力,以节省投 资,缩短建设周期,创造尽可能好的经济效益和 社会效益。
《制氢工艺技术》课件
目 录
• 制氢工艺技术概述 • 制氢工艺的主要类型 • 制氢工艺技术的经济性分析 • 制氢工艺技术的发展趋势与展望
01
制氢工艺技术概述
氢气的性质与用途
氢气的性质
氢气是一种轻质、易燃易爆、无色无 味的可燃气体,具有很高的热值和能 量密度。
氢气的用途
氢气是重要的工业原料,广泛应用于 化工、石油、冶金等领域,同时也是 燃料电池的主要燃料。
环境压力
传统化石能源的使用对环境造成了巨大的压力, 发展制氢技术有助于减少温室气体排放,缓解环 境压力。
产业升级
制氢技术的发展对于推动相关产业升级和转型具 有重要意义,能够带动一系列产业链的发展。
02
制氢工艺的主要类型
天然气制氢
天然气蒸汽转化制氢
将天然气与水蒸气在高温下反应,通过转化反应将天然气转 化为氢气和一氧化碳的混合气体,再通过一氧化碳变换反应 进一步制取高纯度氢气。
制氢技术的经济性评价方法
投资回收期法
通过计算投资回报率来评估技术的经济性。
净现值法
考虑资金的时间价值,通过比较不同方案的 净现值来选择最优方案。
内部收益率法
计算投资方案的内部收益率,以评估其盈利 能力。
制氢工艺技术的经济性比较与选择
1
比较不同制氢技术的成本与效益,选择经济性更 优的方案。
2
考虑环境影响,权衡经济效益与环境成本。
开发新型反应器结构
研究新型反应器结构,提高反应器的传热、 传质性能。
加强副产物的回收与利用
副产物分离与回收
研究高效的副产物分离和回收技术, 提高副产物的回收率。
副产物资源化利用
将副产物转化为有价值的资源,实现 副产物的资源化利用。
《制氢技术简介》PPT课件
3. 水分解制氢
利用光化学、热化学和电化学方法制氢。然而,太阳能的收集、 高品质热能和电能的产生方法,都是首先要解决的问题。
全球年产氢: 5000亿Nm3 化石燃料制氢 占96%
合成氨:50% 石油精练:37% 甲醇合成:8%
五、制氢技术简介
1、化石燃料制氢 (1) 甲烷重整(Steam Methane (2) 天然气热解制氢
2、光电转换
Fuels CO2
O2
H2
e
a) 光伏电池
Sugar
b) 光电化学电池
c) 染料敏化光电化学电
H 2O
池
O2
sc
M
H2O
3、光-化学能转换
Photosynthesis Semiconductor/Liquid Junctions
太阳能 + 水 = 氢?
三、氢能经济的缘起
氢能经济的设想
Chrysler Natrium 车(2001)
2、电解水制氢 0.401V
负极: 2H2O + 2e 2OH- + H2 φ =- 理论分解电压10.2.832V8,V每1Kg氢电耗为 32.9 KWh 。实际为~
46.8KWh。
(1) 碱性水溶液电解
(2) 质子膜电解水发生器
2OH- H2O+ ½O2+2e
2H2O+2e 2OH- + H2
五、制氢技术简介
4、光催化制氢体系
半导体光 催化制氢
Z-型体系 光催化法
悬浮体系 光催化法
光电化学 体系制氢
M.Gratzel, et al, Nature, 1991, 353: 737; Nature,et al, Science, et al., Nature, 2001, 414, 625.
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
• • • • • •
• •
制氢工艺-造气
制氢工艺-三废回收
• • 四、吹风气回收工序 利用吹风气、解析气、炉渣和粉煤燃烧所放出的热量,去三废供余热锅炉产生蒸汽供外工序使用。
制氢工艺-脱硫
• • • • • • 五、水煤气脱硫工序 脱除水煤气中的硫化氢,并做好脱硫液的再生和硫的回收工作。 原理:硫化氢在溶液中产生离解,成为硫氢根离子,硫氢根离子在催化剂的作用下被氧化剂氧化, 使单质硫从溶液中析出并分离出来,从而使脱硫液获得再生,得以循环使用。 H2S + Na2CO3 == NaHS + NaHCO3 NaHS + NaHCO3 == S + Na2CO3 + H2O 工序:来自气柜的水煤气经过电捕焦油器(静电除焦器),除去焦油后,经罗茨鼓风机将其升压后 进入冷却塔,被冷却至30~35℃。然后水煤气从1#脱硫塔下部进入脱硫塔,与塔顶喷淋在填料表面 的脱硫液逆流接触,水煤气中的H2S被脱硫液吸收。脱除H2S的水煤气经塔顶出来后,再进入2#脱硫 塔进一步脱除水煤气中的H2S后,依次去清洗塔、静电除焦器后,去水煤气压缩工序。
制氢工艺
• 装置组成:原料煤储运→造气→气柜→水煤气脱硫→水煤气压缩→全低温变换→变换气脱硫→变压吸 附脱碳→变压吸附提氢
制氢工艺
• • • • 一、煤储运工序 二、造气工序 采用固定层间歇式常压气化法,采用空气和过热蒸汽交替与灼热的炭层进行反应,以制得合格 的水煤气,同时保持了炉子的自热平衡。 通过周期性的开关吹风空气阀、吹风烟囱阀、上行和下行蒸汽阀、上行和下行煤气阀来实现工 艺过程切换,达到煤气化的目的。其主要工艺过程分为吹风蓄热阶段和蒸汽制气两个阶段组成。但 为了节约原料,保证水煤气质量,正常操作和安全生产,还必须包括一些辅助阶段,故制造水煤气 工作循环由五个阶段组成。 1、二次上吹制气阶段:作用是通过炉底蒸汽在一个周期内第二次上吹,吹净炉底的煤气,以免在 工艺转入吹风阶段时,空气在炉底与水煤气相遇产生爆炸。 2、空气吹净阶段:空气从炉底进入炉内,将炉内及管道内残存的煤气吹入水煤气系统,以免水煤 气随吹风气一起损失掉(空气量少,不足以发生爆炸)。 3、吹风阶段:工艺要求气化层温度要提高到气化用煤的T2即软化点温度,送三废炉燃烧或由烟囱 直接放空。 4、上吹制气阶段:打开上吹蒸汽阀和上行煤气阀制气。 5:下吹制气阶段:打开下吹蒸汽阀和下行煤气阀制气。 下吹制气阶段实际上就是利用上部料层积蓄的热量制气,以稳定气化层的位置,避免火层上移,使 气化均匀。通过上行和下行两个过程的制气,气化层温度已降到700℃左右,水煤气反应速率也大 为降低,制气工艺转入二次上吹阶段。 关注点:5台造气炉排队吹风与吹风阶段停止时间设定 制惰:跟造气阀门动作刚好相反。
制氢工艺-变换脱硫
八、 变换气脱硫工序 水煤气在经过高温变换后,气体中原来含有的有机硫组分在催化剂的作用下转化为H2S,故而 增设变脱工序,以脱除变换气中的H2S成份,为后工序制备合格的原料气。 变换气中的硫化氢与脱硫贫液接触后,被脱硫贫液溶解吸收。硫化氢在溶液中产生离解,成为 硫氢根离子,硫氢根离子在催化剂的作用下被氧化剂氧化,使单质硫从溶液中析出并分离出来,从 而使脱硫液获得再生,得以循环使用。
十、 变压吸附氢提纯 采用PSA工艺,利用吸附剂对不同气体的吸附容量随着压力的不同而差异的特性,在吸附剂选择吸 附的条件下,加压吸附除去CO2、N2、CH4、CO等杂质组份,减压脱附这些杂质,使吸附剂得到再 生,循环操作,达到连续提取气的目的。 将含有杂质组份的解吸气供吹风气燃烧。
制氢工艺-提氢
制氢工艺-脱碳
九、 变压吸附脱碳 “吸附—再生”循环 加压吸附除去变换气中的CO2、N2、CH4、CO等杂质组份,减压脱附这些杂质,使吸附剂得到再生, 循环操作,达到连续制取产品气的目的。 10个吸附塔交替进行吸附、再生操作(始终有2个塔处于 吸附状态),即可实现氢气的连续提纯。
制氢工艺-脱碳
制氢工艺-提氢
制氢单元培训
电仪部
制氢工艺
• 本装置技术采用固定床煤气发生炉制气、湿法脱硫、全低 温变换、变压吸附VPSA脱碳和(PSA)提纯氢气的工艺技 术路线,其中的变压吸附脱碳和提氢技术采用上海华西化 工科技有限公司的专有技术。
• 本装置由原料煤储运工序、固定床煤气发生炉制水煤气工 序、水煤气脱硫工序、水煤气压缩工序、全低温变换工序、 变换气脱硫工序、变压吸附脱碳和提氢工序、造气和脱硫 循环水处理工序以及余热回收等部分组成
制氢工艺-压缩
• • • 六、水煤气压缩工序 将脱硫工序来的水煤气加压到0.7MPa,送变换工序和脱碳工序,二次加压到1.6MPa ,送提氢工序。 4台压缩机PLC控制,建议将联锁做到DCS。
制氢工艺-变换
• • • 七、 全低温变换工序 来自压缩工序半水煤气中的一氧化碳,在高温、加压条件下,借助于催化剂的催化作用,与水 蒸汽进行变换反应,生成二氧化碳和氢气,制得合格的变换气。 该反应是一个可逆的放热反应,在催化剂的条件下,过量的水蒸汽和适当低的温度有利于将更 多的CO转化成H2。 CO + H2O=催化剂=CO2 + H2 + Q(热量)