焦炉煤气制氢工艺存在的问题和应对

焦炉煤气制氢工艺存在的问题和应对

【摘要】:氢能是实现绿色可持续发展的重要载体,是世界能源变革发展的

重要方向。氢能的制取、储运应用是保障氢能产业发展的重要推手,其中,氢气

的制取更是重中之重。本文首先对焦炉煤气利用现状进行分析,然后介绍焦炉煤

气制氢基本原理及过程,最后结合实际,对焦炉煤气制氢中存在的问题及解决对

策展开探讨。

【关键词】:焦炉煤气;制氢工艺;问题和应对

引言

20世纪初期,我国的煤炭产业进入了高速发展的“黄金期”。煤炭约占能源

消费中70%,占据我国能源消费的主体位置。2020年《世界能源统计综述》显示2019年,世界煤炭总消耗157.86亿吨,仅我国的煤炭消耗量就高达81.67亿吨,占据世界总产量的51.7%。据统计,2020年我国的一次能源消费中煤炭占比约58%,这一数字意味着在未来的一段时间内,煤炭仍然是我国一次能源消费的主体。迫于全球气候压力,全球主要国家已就全球温室气体控制目标达成共识,也

均结介自身情况提出了碳中和发展的时间表,并出台了相应的政策支持氢能发展。在2021年全国两会上,碳达峰、碳中和被首次写入政府工作报告。在这一背景下,氢能正逐步登上能源舞台的中央,并在全球能源新格局中扮演重要角色。氢

气的“制、储、运、用”将是氢能产业发展的重要方向。氢气的廉价获取更是重

中之重,是氢能产业发展的根本,制氢的技术与成本在相当长一段时间内仍然是

亟待解决的问题。

1.焦炉煤气利用现状

焦炉煤气是钢铁工业或其他工厂煤炭碳化过程中重要的副产物,由H2

(55~60vol%)、CH4(23~27vol%),CO(5~8vol%),CO2(小于2vol%)和微量杂质(如H2S)等组成。作为一种富含氢气的气体,近年来焦炉煤气的利用一直是人忙

研究的热点,这对炼钢行业的节能减排起着重要的作用。一般情况下,焦炉煤气

可作为加热炉或钢厂的发电厂的燃料,在一些情况下,富余的焦炉煤气会被燃烧掉,甚至会直接被排放到空气中,造成了巨大的能源浪费和严重的环墟污染。为

了从经济和环境两方面有效的利用焦炉煤气,焦炉煤气己经被用作生产增值产品

的原料,包括纯氢、甲醇、合成气和甲烷等。

2.焦炉煤气制氢概述

目前利用焦炉煤气制氢的方法主要有变压吸附和膜分离。此外还有其它氢分

离技术,如低温分离和水合物形成被提出作为替代变压吸附和膜分离用于焦炉煤

气制氢。变压吸附是一种能从焦炉煤气中有效分离出高纯度氢气的先进技术,并

且己经在商业上得到应用。不同的吸附剂材料都可用于氢气回收,最常见的是碳

质材料,氧化铝或沸石。变压吸附过程的缺点是能耗较高并且氢气产量低。膜分

离法也是一种可供选择的从焦炉煤气中获得高纯氢气的技术。膜分离法是一种压

力驱动工艺,具有操作简单、资金和运行成本低、能耗低等优点。渗透物(通过

膜后获得的气流)可以由这些组分富集,而渗余物(不通过膜的气流)可以富集其

余剩下的组分。膜技术中最重要的是膜反应器。但制备合格的膜反应器需要高超

的制造工艺,这对大规模的工业应用是一个巨大的挑战。同时变压吸附和膜分离

过程需要对焦炉煤气进行完全的预处理过程,才能避免在使用过程中杂质(如H2S、焦油)的毒害作用,并且焦炉煤气中的其它组分没有得到利用,如甲烷,一氧化

碳等,这也是对资源的浪费。

煤气化制氢是当前环境下工业大规模制氢的首选方式之一。其技术路线是通

过将原料煤在一定条件下气化,再经过净化、CO变换和分离提纯等处理,得到产

品氢气。

煤制氢技术具有原料低廉易获得、制氢成本低等优势。马文杰等人「们对比

了小同技术路线制氢的综介技术经济评价及成本析,结果表明,煤/石油焦制氢

的成本为0.74元/立方米,重质油制氢成本为1.42元/立方米。美国能源部对不

同规模、不同方案的制氢成本进行测算,也表明大规模制氢采用煤制氢更具有经

济介理性。在环境环保以及新能源发展战略的推动下,煤制氢也必将迎来广阔的

发展前景。

该方法的显著缺点是能量转化率低,当前主流的冷煤气制氢法产氢效率小到60%,与蒸汽轮机组发电效率相比依然存在明显的劣势。但在现有工艺条件下,通过煤气化、分离等工艺环节的优化对制氢效率的提高是有限度的。因此,煤制氢效率的提升需要HyPr-RING煤制氢、氧载体煤白接化学链气化制氢以及超临界水煤气化制氢发电等新型技术路线的开发。

原料煤或者煤焦与载氧的气化剂,在一定温度、一定压力下进行化学反应制取氢气的过程称为煤气化制氢气过程。以下以原料煤和水蒸气制氢为例,简述煤气化制氢过程如下:

(1)将煤与气化剂(水蒸气)在气化炉里气化生成水煤气;

(2)将水煤气通入除尘装置除去固体颗粒物;

(3)将去除固体颗粒物的水煤气通入脱硫装置进行脱硫得到纯净的水煤气;

(4)纯净水煤气进入转换器中制取氢气;

(5)通过变压吸附装置得到纯净的氢气。

煤气化制氢的工艺流程主要包括气化反应(得到水煤气)、净化反应(除尘、脱硫)、变换反应(制取氢气)、变压吸附(得到纯净氢气),其工艺流程图如图1所示:

图1 煤气化制氢工艺流程图

3.常见问题及应对方案

3.1冬季脱茶器再生难度较高

冬季脱蔡器再生过程中,蒸汽热吹处理后极易结冰,并且缓冲罐内部己被带进冷凝液,最终会弱化煤气压缩机应用状态,增加设备运行阻力,同时,吸附压力也会受到不利影响。

应对方案:氮气加热处理后,应用热氮气非间断吹扫,以此加快冬季脱蔡器再生速度。

3.2煤气压缩机一级排气压力较强

一级排气压力增强情况极易发生于试车阶段,此时,煤气压缩机出口压力在0.25-0.29MPa之间,待压力值接近0.35MPa后,极易出现一级安全阀起跳现象。之所以会发生这一现象,主要受二级进气阀泄露影响。

应对方案:细致处理进气阀,适当降低或者及时更换进气阀垫。

3.3煤气压缩机进口压力较弱

受季节气温温差过大影响,冬季白天气温高于夜晚,煤气压缩机进口压力受夜晚低温影响不断降低,最后需要进行粗脱蔡器更换操作。主要是因为再生过程中会因蒸汽结成将粗脱蔡器出口封闭。

应对方案:适当降低粗脱蔡器阀门点位置,以便更好的满足防水需要,保证出口顺畅度。

结语

高炉煤气、焦炉煤气管线通过采用优势互补、集中调度、高效机组优先、降低高炉煤气峰谷用量起伏、充分利用气柜谷吸峰吐能力和内利产出激励等措施,焦炉煤气实现100%利用,高炉煤气利用率提升至99.9%,区域内煤气系统更加高效益生产和高质量发展。随着钢铁企业进人“微利时代”,加强区域合作已然成为应对资源瓶颈和环境压力的有效措施。煤气平衡探究是在国家钢铁企业集群化背景下,对区域性煤气资源利用和管理的典型事例,对钢铁企业进一步挖潜降本具有重要意义。

参考文献

[1]郭武杰,陈钢.焦炉煤气甲烷化富氢尾气制氢技术研究[J].燃料与化

工,2020,51(03):26-28+31.

[2]雷秋晓,史义存,苏子义,牛鸿权.制氢技术的现状及发展前景[J].山东化工,2020,49(08):72-75.

[3]谭静.煤气化、生物质气化制氢与电解水制氢的技术经济性比较[J].东方电气评论,2020,34(03):28-31.

[4]杨小彦,陈刚,殷海龙,徐婕,张生军.不同原料制氢工艺技术方案分析及探讨[J].煤化工,2017,45(06):40-43.

[5]陈毕杨,曹尚峰.焦炉煤气制氢方法的比较及成本分析[J].低温与特

气,2017,35(01):28-30.

焦炉煤气制氢工艺存在的问题和应对

焦炉煤气制氢工艺存在的问题和应对 【摘要】:氢能是实现绿色可持续发展的重要载体,是世界能源变革发展的 重要方向。氢能的制取、储运应用是保障氢能产业发展的重要推手,其中,氢气 的制取更是重中之重。本文首先对焦炉煤气利用现状进行分析,然后介绍焦炉煤 气制氢基本原理及过程,最后结合实际,对焦炉煤气制氢中存在的问题及解决对 策展开探讨。 【关键词】:焦炉煤气;制氢工艺;问题和应对 引言 20世纪初期,我国的煤炭产业进入了高速发展的“黄金期”。煤炭约占能源 消费中70%,占据我国能源消费的主体位置。2020年《世界能源统计综述》显示2019年,世界煤炭总消耗157.86亿吨,仅我国的煤炭消耗量就高达81.67亿吨,占据世界总产量的51.7%。据统计,2020年我国的一次能源消费中煤炭占比约58%,这一数字意味着在未来的一段时间内,煤炭仍然是我国一次能源消费的主体。迫于全球气候压力,全球主要国家已就全球温室气体控制目标达成共识,也 均结介自身情况提出了碳中和发展的时间表,并出台了相应的政策支持氢能发展。在2021年全国两会上,碳达峰、碳中和被首次写入政府工作报告。在这一背景下,氢能正逐步登上能源舞台的中央,并在全球能源新格局中扮演重要角色。氢 气的“制、储、运、用”将是氢能产业发展的重要方向。氢气的廉价获取更是重 中之重,是氢能产业发展的根本,制氢的技术与成本在相当长一段时间内仍然是 亟待解决的问题。 1.焦炉煤气利用现状 焦炉煤气是钢铁工业或其他工厂煤炭碳化过程中重要的副产物,由H2 (55~60vol%)、CH4(23~27vol%),CO(5~8vol%),CO2(小于2vol%)和微量杂质(如H2S)等组成。作为一种富含氢气的气体,近年来焦炉煤气的利用一直是人忙 研究的热点,这对炼钢行业的节能减排起着重要的作用。一般情况下,焦炉煤气

焦化厂煤气回收净化过程中的问题与治理

焦化厂煤气回收净化过程中的问题与治 理 摘要:焦炉煤气净化是炼焦煤在进行炼焦过程中必不可少的工作,也是整个 炼焦过程中十分重要的环节。一直以来,我国对焦炉煤气净化工作的进行主要采 用以往传统的煤气回收方式,从而来达到煤气净化的目的,尽可能地减少煤气对 环境的污染。炼焦行业也得到了迅速的进步和完善,其中最核心的技术就是煤气 净化技术,该技术具有多项优点和优良性质,此技术被应用在很多焦化厂的实际 生产与制造中。 关键词:焦化厂;煤气回收净化;治理技术 焦化厂煤气净化回收系统煤气主线为荒煤气首先进人横管式初冷器除去煤气 中的大部分焦油、萘等杂质,然后再由电捕焦油器进一步除去夹带的焦油雾,再 用鼓风机送人预冷塔、脱硫塔除去煤气中的硫化氢后,进人饱和器脱除煤气中 的氨,最后经终冷塔、洗苯塔脱除芳烃类物质后外送。附属工序有生化处理、剩 余氨水蒸氨、水泵房等。在煤气净化过程中产生的剩余氨水在90年代初期流行 采用脱酸蒸氨的方法来进行处理,即应用了呈碱性的氨与酸性硫化氢反应进而进 行化学产物的无害处理。 一、焦炉煤气净化回收存在的问题 1、冷却水水质恶化。为实现废水零排放、水资源循环利用,有些厂家将生 化出水兑入循环水系统,此举在减少废水排放、节约水资源方面取得了巨大的效益,但同时也带来了一系列的负面问题。生化细菌在循环水中存活繁殖,形成了 大量的生化粘泥类物质,随水循环带入各个换热、冷却设备,并在设备流通表面 沉降积累造成设备堵塞,降低了水流通量和传热系数,造成大量的温度指标超标,更严重的是部分设备因冷却效果不善而不能正常运行。水系统兑入生化水以后, 因冷却水水质变差,排污途径减少,只能通过生化系统作为稀释水消耗少量的水

焦化厂焦炉煤气二级加氢转化、二级脱硫工艺分析与设计技术实施方案

焦化厂焦炉煤气二级加氢转化、二级脱硫工艺 分析与设计技术实施方案 1.二级加氢转化: 二级加氢转化器负责将经一级脱硫后焦炉煤气中剩余的少量的有机硫尤其是较难加氢转化的部分有机硫进一步加氢转化生成硫化氢。 设计上选用的催化剂是镍钼加氢转化催化剂,其作用机理与铁钼系列催化剂相同。 实际运行中由于到二级加氢转化器人口时气体温度相对较高,且催化剂床层温升大,常常导致二级加氢转化器出口及二级脱硫槽超温。 有的厂家为解决二级加氢转化器的超温现象,在其催化剂床层增加了冷激线,然而在实际生产中此冷激线不易开的过大,否则会导致脱硫负荷后移,影响脱硫工艺的整体经济运行。 因此控制二级加氢转化器的入口温度和催化剂床层温升才是优先调节手段。 然而控制入口温度又限制了一级加氢转化器床层及出口温度的提升而影响催化剂活性的充分发挥,尤其在后期需要提温增强活性时。 另外镍钼加氢转化催化剂的生产成本也较高,是铁钼系列的2~3倍。

鉴于此,一种新型钛系有机硫加氢转化催化剂(主要成分为二氧化钛): 温升小,且其使用前不必硫化,用在二级加氢转化器的位置,可以适当提高一级加氢转化器的床层温度,而不用担心后系统超温。 但在使用过程也出现了新问题:由于其发热量低,床层温升偏小又导致二级脱硫槽及工段出口温度偏低,这对于预加氢转化器入口的焦炉气用高温转化气换热提温的工艺来说,脱硫工段出口温度的偏低导致与其换热的焦炉气预热器出口的转化气温度(亦即焦炉气初预热器入口的转化气温度)降低,从而进一步影响焦炉气初预热器出口的焦炉气温度(亦即预加氢转化器的入口温度)的提升,尤其是在预加氢转化器及一级加氢转化器使用后期,催化剂床层温升减小后,此影响更加明显,系统的热量平衡受到影响。 以上分析可知二级加氢转化器催化剂床层的温升对整个脱硫系统温度与热量平衡有很大的影响,因此对于其催化剂的选择要满足两点: 一是具有少量的有机硫加氢转化作用, 二是催化剂床层具有合适的发热量、温升,确保系统的热量平衡。 为此其催化剂的选择可考虑两种方案: 一是将一级加氢转化器更换下催化剂中,状况较好的部分用

焦炉煤气净化防止焦油堵塞的措施

焦炉煤气净化防止焦油堵塞的措施 焦炉煤气净化防止焦油堵塞的措施 简介 焦炉煤气净化是指对炼焦煤气中的焦油进行处理,以防止焦油在管道中堵塞造成设备故障和运行不稳定。本文将详细介绍一些常用的措施,帮助您更好地了解和应对焦油堵塞的问题。 措施一:焦炉煤气冷凝除焦油 通过冷凝方法将焦炉煤气中的焦油液态化,然后通过分离装置将其与气体分离,以减少焦油的含量。具体方法包括: - 采用冷凝器:将高温的炼焦煤气通过冷凝器进行冷却,使焦油液态化,然后利用重力或离心分离器将焦油与气体分离。 - 使用不同冷却介质:根据炉温和气体成分的不同,选择适当的冷却介质,例如水、油等,在冷凝过程中加速焦油的凝聚和分离。 - 控制冷凝温度:通过调整冷凝温度来控制焦油的凝聚速度和分离效果,以达到最佳的净化效果。 措施二:煤气净化装置的优化 对煤气净化装置进行合理的优化和改造,以提高焦油的分离效率和净化效果,常见措施包括: - 更换或增加过滤设备:在净化装置中增加合适的过滤设备,如滤网、过滤器等,可有效地去除焦油颗粒,减少堵塞风险。 - 提高设备的分离效率:通过调整设备的工艺参数、增加分离区域等方式,提高焦油与气体的分离效率,减少焦油对设备

的影响。 - 定期维护和清洗:定期对净化装置进行维护和清洗,清除 积聚的焦油和杂质,保持装置的正常运行。 措施三:焦炉煤气水洗除焦油 焦炉煤气水洗是常用的除焦油措施之一,通过将炼焦煤气与水进 行接触,利用水溶解焦油并与气体分离,具体方法包括: - 采用喷淋塔:将水通过喷嘴均匀喷洒到炼焦煤气中,使焦油与水接触溶解,然 后通过分离装置将水和焦油分离。 - 使用洗涤剂增效:在水中加入适 量的洗涤剂,能够增加焦油的溶解度和分离效果,提高净化效率。 - 控制水气比:合理控制焦炉煤气与水的比例,以确保焦油能够充分溶 解和分离。 结论 焦炉煤气净化是防止焦油堵塞的重要措施,通过采取合适的方法 和优化净化装置,可以有效地减少焦油含量,降低堵塞风险。同时, 对净化装置进行定期维护和清洗,可以保持设备的正常运行。在实际 生产中,我们应积极采取措施,提高焦炉煤气净化的效果,确保焦炉 稳定运行和生产安全。 以上就是一些常见的焦炉煤气净化防止焦油堵塞的措施,希望对 您有所帮助! 措施四:焦炉煤气调节和分离 通过调节焦炉煤气的温度和压力,实现焦油与气体的分离和净化。具体方法包括: - 煤气冷却:采用煤气冷却装置,将高温煤气通过冷

浅谈焦炉煤气制氢工艺

浅谈焦炉煤气制氢工艺 焦炉煤气是焦炭生产过程中煤炭在高温、缓慢干馏过程中产生的一种可燃性气体。我国是焦炭产量最大的国家,2023年我国焦炭产量43142.6万t,依此计算,我国焦炉煤气产量是非常高的。全国焦炭产能约有1/3在钢铁联合企业,2/3在独立焦化企业。独立焦化企业富余的焦炉气曾因无法直接用于生产而被大量放散,放散量最高峰时曾达30km³/a。 焦炉煤气 自2023年1月1日起实施的《焦化行业准入条件》修订版规定,焦化生产企业生产的焦炉煤气应全部回收利用,不得放散。这给焦炉煤气的综合利用提供了有利的政策支持,也进一步推动了焦炉煤气制氢、甲醇等工业技术的发展。 炼焦过程中释放的焦炉煤气中富含氢气(55%左右),焦炉煤气制氢是目前可实现的大规模低成本高效率获得工业氢气的重要途径。而我国晋、冀、豫几省是资源大省和焦化大省,氢源非常丰富,如何高效、合理地利用是关系环保、资源综合利用和节能减排的重大课题。 1、焦炉煤气制氢原理 焦炉煤气制氢工序主要有:脱硫脱萘、压缩预处理、变压吸附制氢、脱氧干燥等。其中焦炉煤气预处理系统为变温吸附(TSA),制氢系统为变压吸附(PSA),而氢气精制系统也为变温吸附(TSA),可用焦炉煤气制取99.999%的氢气。 吸附剂在常温高压下大量吸附原料气中除氢以外的杂质组分,然后降解杂质的分压使各种杂质得以解吸。在实际应用中一般依据气源的组成、压力及产品要求的不同来选择组合工艺。变温吸附的循环周期长、投资较

大,但再生彻底,通常用于微量杂质或难解吸杂质的净化;变压吸附的循 环周期短,吸附剂利用率高,用量相对较少,不需要外加换热设备,广泛 用于大气量、多组分气体的分离和提纯。 由于焦炉煤气提纯氢气的特点是:原料压力低,原料组分复杂并含有 焦油、萘、硫、重烃等难以解吸的重组分,产品纯度要求高。因而装置需 采用“加压+TSA预处理+PSA氢提纯+脱氧+TSA干燥”流程。 2、主要生产过程 焦炉煤气是炼焦的副产品,产率和组成因炼焦煤质量和焦化过程不同 而有所差别,一般每吨干煤可生产焦炉煤气300~350m³(标准状态)。焦 炉煤气为有毒和易燃易爆气体,在空气中的爆炸极限为6%~30%。 焦炉煤气由于含有多种杂质组分,除了有大量的CH4和一定量的N2、O2、CO、CO2、饱和烃和不饱和烃外,还有少量的C5以上饱和烃、焦油、 苯等。 焦炉煤气成分 经过压缩的焦炉煤气首先通过变温吸附工艺除去C5以上烃类及萘和 微量高沸点杂质,达到净化焦炉煤气的目的,然后再经过变压吸附工艺除 去氧以外的所有杂质,得到99.9%以上纯度的氢气,再通过催化反应除去氧,使氧含量≤2ppm,并经干燥制得纯度为99.999%以上,露点≤-60℃ 的产品氢气。整个工艺过程分为4个工序,如下图。 焦炉煤气制氢工艺过程简图 1)压缩和预净化工序:将处于常压的焦炉煤气脱去萘、苯、焦油和 部分H2S、NH3等,然后送入变温吸附工序。

焦炉煤气深加工、焦油及深加工企业典型问题隐患

焦化企业专项整治中发现的典型问题和隐患 (含焦炉煤气深加工、焦油及深加工) 一、传统焦化企业【只包含备煤、炼焦、煤气净化三部分,只有焦炭、煤气、煤焦油、粗苯、硫磺(硫膏)、硫酸铵等产品】: 1、目前,根据环保要求企业煤场均已封闭管理,部分企业在煤场 煤堆中倾倒废液(如氨水)、废料,企业对此行为的风险辨识 不到位,导致风险管控措施缺失。 2、部分企业地下室焦炉煤气预热器没有按照特种设备管理【更换 的风险很大,建议加强风险管控】。 3、焦炉煤气管道排水器(含凝水井)尚不能完全满足《工业企业 煤气安全规程》(GB 6222-2005)之7.4及7.5的要求【例如: 两条或两条以上的煤气管道及同一煤气管道隔断装置的两侧, 没有单独设置排水器等;与煤气管道连通的蒸汽或氮气管,停 用时没有及时断开或加装盲板进行封堵】。 4、部分采用湿式氧化法进行煤气脱硫的企业,硫膏的处理方式不 固定(熔硫釜是否使用及硫磺的去向不明确【有的企业硫磺堆 放库房建设在脱硫装置区,不符合要求;还有的企业私自上硫 磺切片机;废液提盐工艺不固定】。 5、部分企业环保设施【主要包括煤场及焦场的棚化、焦炉炉头烟 治理设施、焦炉低氮燃烧设施、废气回配焦炉废气瓣设施、焦 炉烟气脱硫脱硝装置、余热回收装置、上升管余热回收利用装 置、干熄焦“小脱硫”装置、VOC及异味治理设施、硫酸铵造 粒装置】没有严格履行安全“三同时”手续,相应的变更管理

不到位【危险有害因素辨识不全面;安全操作规程及应急处置 方案不全面,缺少针对性】。 6、对煤气柜、煤气加压机特别是外送煤气管道(很多是埋地铺设) 的管理应加强;外送煤气管道(很多是埋地铺设)有的长达数 公里,管理边界、管理责任应进一步理顺。 7、管理方面:民营焦化企业普遍缺少既懂安全生产,又懂生产工 艺、设备设施的综合性人才;自动化仪表人员匮乏。 8、管理方面:部分焦化企业“双控”机制建设没有完全覆盖到外 委单位。(很多企业的废液提盐、污水处理等都是外包的,有 的企业最多的时候外委单位有30多家);外委单位的使用减少 了企业的总人数,从而减少了安全管理人员及注册安全工程师 的人数,导致安全管理力量的削弱。 9、管理方面:部分焦化企业(民营焦化企业居多)对关键设备, 普遍缺少预防性检维修(直到该设备不能使用时才维修更换)。 10、部分焦化企业现场处置方案可操作性不强。 二、煤气深加工及综合利用方面(焦炉煤气生产甲醇、LNG、弛放气合成氨等)方面 1、部分企业对加氢催化剂硫化过程的危险辨识、风险管控不到位。 2、部分设备管理人员对安全的重视程度及安全管理知识欠缺。 三、煤焦油深加工方面(纯物理分馏加工+加氢生产燃料油) 个别煤焦油加氢精制企业对产生的酸性气体、酸性水的处理的危险性重视程度不够(大部分企业送到就近的焦化工序,焦化工序的相关人

焦炉煤气制氢工艺存在的问题和应对方案浅析

焦炉煤气制氢工艺存在的问题和应对方 案浅析 摘要:我国的现代化社会建设中,氢气制作受到了人们广泛关注,针对制氢 工艺要以制取精度、制取纯度较高的方法为主要的研究方向,焦炉煤气制氢工艺 的应用逐渐实现了这一目标。本文对焦炉煤气制氢的特点进行了探讨,分析了焦 炉煤气制氢工艺存在的问题及应对方案。 关键词:焦炉;煤气;制氢;工艺;问题 前言:制取氢气的方法中,焦炉煤气制氢工艺具有较强的应用性和可行性, 在规定的时间内达到生产目标,提高氢气制作的质量。合理运用焦炉煤气制氢工艺,将工艺制氢的优势充分发挥出来,是焦炉煤气制氢工艺研究中的重点课题。 一、焦炉煤气制氢的特点 焦炉煤制氢有着自动化程度高、制氢纯度高、能耗低的特点,焦炉煤气制氢 工艺中应用到的装置最初是由热吸附净化空气装置升级和发展而来的,该装置利 用变压吸附方式以及变温吸附的方式,能够在相同的吸附时间内提高空气净化度,保证高纯度的氢气制作,有着自动化的优势特点。焦炉煤气制氢装置的介质气体 燃点低,通过计算机应用控制阀门,对各项参数进行合理地设置和调节,以免发 生爆炸问题。该装置有低能耗的优势,制作氢气之后解析气体,实现了重复利用,体现了绿色环保的优势特点。若是发现了装置中存在气体泄漏的问题,其中安装 的警报装置能够立即发出警报,由中控计算机对系统状态进行细致、全面的检测,加强对产品质量的控制,合理调整参数的数值,避免发生故障问题。焦炉煤气制 氢工艺是由制氢系统、变温系统以及氢气精制系统三个部分构成,在具体的制氢 过程中,由于焦煤质量不同,因此焦化的过程与最终效果也存在差异性,要尽可 能选择优质质量的焦煤,保证氢气的制作纯度。通过吸附工艺中的变压吸附,将 定量杂质吸附后进行降压作业,结合顺向、逆向降压,回收塔内氢气。将吸附杂

焦炉制氢原理及应用实验

焦炉制氢原理及应用实验 焦炉制氢是利用焦炉煤气进行制氢的一种工艺。焦炉煤气是焦炉生产焦炭过程中的副产物,主要由一氧化碳、氢气和少量的甲烷组成。利用焦炉煤气制氢能够将资源化利用和能源的高效利用进行有机结合,具有重要的经济和环境效益。 焦炉制氢的原理是将焦炉煤气经过一系列处理装置进行净化、升温和转化等处理,然后进入蒸汽重整反应器,通过与水蒸气的反应生成一氧化碳和氢气。反应产物经过冷却、分离、净化等步骤后得到高纯度的氢气。 焦炉制氢应用实验是通过设计和搭建实验装置,进行制氢过程的模拟和研究。实验流程主要包括焦炉煤气净化、升温和转化、催化重整反应等步骤。实验装置通常由焦炉煤气净化单元、升温和转化单元、蒸汽重整反应单元和气体处理单元组成。 焦炉煤气净化单元主要用于去除焦炉煤气中的含硫化合物、颗粒物和水分等杂质,以保证后续反应装置的正常运行。净化过程中可以采用物理吸附、化学吸附、脱硫和脱水等方法。 升温和转化单元是将净化后的焦炉煤气升温至适宜的反应温度,并将一部分甲烷转化为一氧化碳。升温过程通常采用高温燃烧技术,利用煤气本身的燃烧产生的高温将煤气温度提升。

蒸汽重整反应单元是焦炉煤气与水蒸气发生重整反应的主要装置。重整反应器通常采用镍基催化剂,通过控制反应温度和压力,将焦炉煤气中的一氧化碳和水蒸气发生重整反应,生成一氧化碳和氢气。重整反应过程是一个放热反应,反应温度通常在800-1000摄氏度之间。 气体处理单元主要用于对重整反应产生的气体进行冷却、分离和净化等处理。冷却过程通常采用换热器和冷凝器,将高温的反应产物冷却至适宜的温度。分离过程通过分子筛、吸附剂和液体吸附剂等技术,将混合气体中的杂质和不纯物质进行分离。净化过程主要采用吸附剂和催化剂等材料,进一步提纯氢气。 焦炉制氢的应用实验可以用于研究焦炉煤气制氢的可行性和优化工艺条件,也可以用于评估实际工业生产中的制氢效果。实验结果对于制氢工艺的改进和煤气资源的高效利用具有重要的指导意义。

焦炉常见问题及应对技术

焦炉常见问题及应对技术 1.在焦炉交换时,经常听到的“放炮”声是怎样产生的? “放炮”是由于焦炉煤气和空气在砖煤气道中混合着火和回火而产生的。一般“放炮”是在交换后10—20s左右发生。多数发生在上升气流改下降气流的砖煤气道中。 常见的原因有: (1)安装交换旋塞顶丝过松,产生漏气。 (2)地下室横管和立管漏气。 (3)换孔板时,没有在加减旋塞关闭15—20s后,拧紧发兰螺丝,造成吸入空气,产生“放炮”。 (4)交换旋塞开、关不正,旋塞转动角度不够或已转90°但仍未全关,以至造成漏气和除碳口进空气。 (5)交换旋塞芯和外壳研磨不好,受到腐蚀或润滑不好,以至全关时仍漏气。 (6)违反压力制度,炭化室石墨保护层被烧掉,荒煤气串漏。 (7)砖煤气道漏气。 2.地下室煤气管道着大火的应急处理? 管径在100mm以上,逐渐关闭煤气来源阀门,压力降到500Pa左右时,用蒸汽泡沫灭火器灭火,通入氮气、蒸汽切断煤气,以达到灭火。管径在100mm以下,关闭煤气来源,通氮气、蒸汽灭火。 3.地下室煤气管道着小火的应急处理? 戴好放毒面具,用黄泥、湿麻袋或灭火器将火扑灭。 4.废气的行走途径?

产生的废气经跨越孔到下降火道,再经过斜道、下降气流蓄热室、小烟道、分烟道到烟囱根部,被烟囱抽走排往大气。 5.废气盘的作用? 控制进入焦炉加热系统的空气量和高炉煤气的煤气量,同时还控制排出加热系统产生的废气。 6.焦炉的加热设备有哪些? 煤气管道、废气盘、煤气预热器、煤气混合器、加减旋塞、交换旋塞、水封槽、交换机、流量孔板、测温和测压管等。 7.焦炉煤气为什么不经过蓄热室? 焦炉煤气中含有大量的甲烷等碳氢化合物,这些物质在高温下分解,产生游离碳或石墨沉渍容易将格子砖或斜道等处堵塞。另外,焦炉煤气热值较高,不需预热到象高炉煤气那样高的温度。 8.焦炉煤气为什么要预热到45℃? 因为焦炉煤气里含有一些未被回收的焦油和萘等物质,这些物质在温度低的情况下冷凝下来,往往在煤气道旋塞、孔板或管径较小的地方堵塞管道,这样会严重影响炼焦炉均匀加热。 9.煤气燃烧及完全燃烧的条件? 燃烧的条件:助燃剂、着火点完全燃烧的条件:有足够的空气,并与燃料充分接触;足够的燃烧空间和时间;燃烧产物能顺利排出。 10.什么是爆炸?产生爆炸的条件? 可燃物与空气混合,在较小的空间内着火迅速燃烧,在瞬间内放出大量的热量,造成温度和压力急剧增高,火焰传播速度达每秒几百米,甚至达几千米,这种现

焦炉煤气制甲醇的工艺技术现状及改进策略研究

焦炉煤气制甲醇的工艺技术现状及改进 策略研究 摘要:随着时代的进步,国家经济指数的不断上升,各种高速发展的经济型项目崛地而起,相对于经济的快速发展,环境污染的问题也日益加剧,环境污染的速度引起应该引起我们每个人的高度警醒。焦炉煤气就是大经济发展背景下衍生的产物,然而如果直接使用焦炉煤气,会对空气环境造成不可磨灭的伤害。由于我们国家是发展中国家,资源的使用对于我们来说也很迫切,既要做到最大程度的保护环境又要使资源的价值最大化,如何在这两者直接寻求平衡,这是个值得深究的课题。 关键词:焦炉煤气、甲醇、合成、精馏 前言:由于经济的快速发展,焦炭对工业的发展供给越来越供不应求,由于订单需求的不断增长导致焦炭的大量的生产,虽然对于在经济上的发展态势很喜人,但是对于工业园区周边的环境都产生了恶劣的影响,对于周遭的居民以及企业的员工的身心都造成了伤害。除了产生的焦煤炉气的排放影响了户外的空气之外,生产企业对于燃烧过后的残渣不能充分利用还有做到有效的排放也是一个值得重视的问题,所以我们不仅要提高对焦炭的使用的有效率,还要对后续的处理残渣问题下功夫。这样才能对实现经济可持续发展的目标,也是对资源的一种保护,我们国家才能走的越来越远,更加富强。 一、焦炉煤气制甲醇的工艺流程分析 最开始, 我们先来了解一下焦炉煤气制甲醇的步骤。起初在加工之前,要将在化工厂提前加工过的焦炉煤气输入到专门的气罐中进行一些列的稳定其压力值、挤压等步骤使焦煤炉气得以净化纯净;其次要运用各种手段再将焦煤炉气里的甲烷、氮化氢等进行化学反应从而合成有用的氢气和一氧化碳,之后为了调剂氢和碳的比重,还需要补充煤炭气进行再压缩等一系列的操作,制成与甲

焦炉煤气制甲醇工艺中氢资源浪费和碳排放问题的解决

焦炉煤气制甲醇工艺中氢资源浪费和碳 排放问题的解决 摘要:焦炉煤气为煤炭焦化生产过程中的副产物,充分对焦炉煤气的再次利用不仅会降低环境污染,而且还会减少能源浪费。其中,焦炉煤气制备甲醇为其主要利用途径之一。焦炉煤气制备甲醇的实际生产过程中存在转化率低的问题,从而导致压缩机能耗过大的同时限制甲醇产量。在当前焦炉煤气制备甲醇工艺所排放的驰放气中70%以上为氢气和二氧化碳。驰放气的肆意排放不仅造成氢资源的浪费,而且二氧化碳的排放还会加剧温室效应。因此,为解决焦炉煤气制备甲醇的氢资源浪费和碳的排放问题,本文将对焦炉煤气制甲醇的工艺进行优化。 关键词:焦炉煤气;甲醇;氢循环率;碳排放;能量成本 引言 焦炭为煤炭再次加工的产品,随着我国钢铁行业对焦炭的需求量越大,促使焦炭的产量大幅增加。焦炉煤气作为煤炭炼制焦炭过程中的产物,在最初期采用点天灯的方式对其进行处理,该种处理方式不仅造成资源的浪费,同时导致环境的污染。目前,焦炉煤气在全新技术的指导下可知制备成甲醇、合成氨等产品。但是,针对焦炉煤气制备甲醇工艺而言,生产能力不稳定、能耗较大均是其所主要存在的问题。为此,急需对焦炉煤气制备甲醇工厂进行技术,在提高企业工作效率的同时,减少资源的浪费。 1传统煤制甲醇工艺 原煤在研磨机中磨碎,粉煤通过载气CO2通入气化炉中,在气化炉中生成粗合成气。粗合成气的热量回收来产生高压蒸汽或采用蒸汽透平发电。为了获得理想的甲醇合成氢碳比,需要增加水煤气变换反应将CO和H2O转化成H2和CO2,得到H2/CO比为约2的合成气。传统煤制甲醇过程主要包括空分、煤气化、水煤气变换、酸气脱除、甲醇合成以及甲醇精馏等单元。煤气化炉采用粉煤气化技术,

焦炉煤气制氢系统氢气产量优化分析

焦炉煤气制氢系统氢气产量优化分析 焦炉煤气是焦炉炼焦过程中产生的副产品,主要由一氧化碳、二氧化碳、氮气和少量的氢气组成。为了提高氢气产量,首先需要对焦炉煤气的 产生进行优化。在焦炉操作中,可以通过调整焦炉的操作条件,如炉温、 煤气流量和停炉周期等,来提高焦炉煤气的氢气含量和数量。此外,采用 高效的除尘、预冷和脱硫设备,可以降低焦炉煤气中的杂质含量,进一步 提高氢气产量。 在焦炉煤气制氢的过程中,常用的方法是催化蒸汽重整和选择性氧化。催化蒸汽重整是最常用的方法,通过将焦炉煤气和蒸汽在催化剂的作用下 进行重整反应,生成氢气和一氧化碳。而选择性氧化是一种较新的方法, 通过将焦炉煤气中的一氧化碳和水蒸汽在催化剂的作用下进行选择性氧化 反应,生成氢气和二氧化碳。通过对这两种方法进行比较,可以选择最适 合的制氢工艺,并进行相应的优化。 焦炉煤气制氢系统的优化主要包括催化剂选择、反应温度控制和热集 成等方面。首先,选择适合的催化剂对提高氢气产量具有重要作用。常用 的催化剂包括铬、锌和镉等金属催化剂,通过对催化剂的选择和活化,可 以改善催化反应的速率和选择性,提高氢气产量。其次,合理的反应温度 控制也是优化系统的关键。反应温度过高会导致过反应和热损失,反应温 度过低则会导致活性物质的冷凝和反应速率的降低。通过调整反应温度, 可以获得最佳的氢气产量。最后,热集成是一种常用的优化方法,通过对 废热进行回收和再利用,可以提高能源利用效率,减少能源消耗。 总之,焦炉煤气制氢系统氢气产量的优化分析是提高制氢工艺效率的 重要措施。通过优化焦炉煤气的产生过程,选择合适的制氢工艺,并进行

催化剂选择、反应温度控制和热集成等优化,可以提高氢气产量和能源利用效率。这对于推动氢能源产业的发展和环境保护有着重要的意义。

氢气的基本性质及焦炉煤气制氢工艺

氢气的基本性质及焦炉煤气制氢工艺 氢气是无色并且密度比空气小的气体(在各种气体中,氢气的密度最小。标准状况下,1升氢气的质量是0.0899克,相同体积比空气轻得多)。因为氢气难溶于水,所以可以用排水集气法收集氢气。另外,在101千帕压强下,温度-252. 87℃时,氢气可转变成无色的液体; -259. 时,变成雪状固体。常温下,氢气的性质很稳定,不容易跟其它物质发生化学反应。但当条件改变时(如点燃、加热、使用催化剂等),情况就不同了。如氢气被杷或铛等金属吸附后具有较强的活性(特别是被杷吸附)。金属杷对氢气的吸附作用最强。当空气中的体积分数为4%-75%时,遇到火源,可引起爆炸。 物理性质 无色无味的气体,标准状况下密度是0. 09克/升(最轻的气体),难溶于水。在-252℃,变成无色液体,-259c时变为雪花状固体。 分子式:H2 沸点:-252. 77℃ (20. 38K) 熔点:-259. 2℃ 密度:0. 09 kg/m3 化学性质 氢气常温下性质稳定,在点燃或加热的条件下能多跟许多物质发生化学反应。 ①可燃性(可在氧气中或氯气中燃烧) 2H2+02=点燃=2H20 (化合反应)

(点燃不纯的氢气要发生爆炸,点燃氢气前必须验纯)] H2+C12=点燃=2HC1 (化合反应) ②还原性(使某些金属氧化物还原) H2+Cu0=加热△=Cu+H20 (置换反应) 3H2+Fe203=高温=2Fe+3H20 (置换反应) 3H2+W03=加热△Wf3H20 (置换反应) 焦炉煤气变压吸附制氢工艺 1.1工艺原理 变压吸附工艺过程的工作原理是:利用吸附剂对气体混合物中各组份的吸附能力随着压力变化而呈现差异的特性,对混合气中的不同气体组份进行选择性吸附,实现不同气体的分离。 为了有效而经济地实现气体分离净化,除了吸附剂要有良好的吸附性能外,吸附剂的再生方法具有关键意义。吸附剂的再生程度决定产品的纯度,也影响吸附剂的吸附能力;吸附剂的再生时间决定了吸附循环周期的长短,从而也决定了吸附剂的用量。因此选择合适的再生方法及吸附周期时间,对吸附分离法的工业化起着重要的作用。 变压吸附过程在加压下进行吸附,减压下进行解吸。由于吸附循环周期短,吸附热来不及散失,可供解吸之用,所以吸附热和解吸热 引起的吸附床温度变化一般不大,波动范围仅为几度,可近似看做等温过程。变压吸附工作状态是在一条等温吸附线上变化。

浅谈焦炉煤气制氢工艺存在的问题和应对方案

浅谈焦炉煤气制氢工艺存在的问题和应 对方案 摘要:随着现代社会市场经济快速发展,各领域中的竞争愈发激烈,要想有 效提升化工企业经济效益,促使其在激烈的市场中稳占一席之地,就要加强对企 业化工生产工艺的研究,积极研究工艺技术,及时发现工艺运行问题,提出切实 可行的解决措施,进一步提升生产效率,获取更多的经济效益,为企业的健康、 可持续发展提供有力保障。本文以煤化工企业的焦炉煤气制氢工艺为研究对象, 简要分析了焦炉煤气制氢工艺存在的问题,提出针对问题的焦炉煤气制氢工艺应 对方法。 关键词:焦炉煤气制氢工艺;问题;应对方法 焦炉煤气制氢工艺是煤炭化工企业的主要容易技术之一,在现代社会市场经 济发展的过程中企业制氢工艺技术要求不断提升,如何在最大程度上提升工艺产量,获取更多的经济效益,是进一步推进企业发展的主要话题。在实际过程中, 为了更好发挥工艺效用,工作人员深入分析目前的焦炉煤气制氢工艺运行情况, 及时发现其中存在的问题,比如:氧气设计问题、除油系统问题等。之后,工作 人员针对这些问题对焦炉煤气制氢工艺进行优化调整,分别从焦炉工作、油分离 系统等角度进行控制,从而实现提质增产目标[1]。 一、焦炉煤气制氢工艺问题 (一)焦炉煤气制氢工艺 焦炉煤气制氢就是在焦炉制氢装置中,使用PSA技术提纯氢物质,其原理为:借助固体吸附剂选择气体,随着气压的下降促使气体的吸附特性降低,将气体混 合物进行完全分离与恢复,从而在真空、非氢过程中完成对纯氢的提取,保证氢 还原速率。在实际过程中,主要工艺环节包括:(1)去除所供应气体的杂质, 增加气体压力,去除杂质与高碳含量的纯净碳氢化合物;(2)通过气体供应去

焦炉煤气制氢问答

百题问答 一、填空题 1、制氢装置中的吸附主要是(物理吸附) 2、制氢系统的原料气要求焦炉煤气含氧量(不得超过1.5%) 3、制氢系统的原料气要求焦炉煤气含硫化氢(小于等于50mg/m3) 4、具有吸附作用的物质被称为(吸附剂) 5、分子筛是(吸附塔)的填料。 6、被吸附的物质称为(吸附质) 7、物理吸附是指依靠吸附剂和吸附质分子这间的(分子力(范德华力))进行的吸附 8、在吸附塔的大小和装填的吸附剂量是固定的时,流量越大则吸附时间就应越(短), 流量越小则吸附时间就应越(长) 9、硅胶是(干燥器、预干燥器)的填料。 10、吸附是指当两种相态不同的物质接触时, 其中(密度较低)物质的分子在(密度较高)的物质表面被富集的现象和过程。 11、吸附按其性质的不同可分为四大类即:(化学吸附、活性吸附、毛细管凝缩、物理吸附) 12、可燃气体和(空气)的混合物遇明火而引起爆炸时的可燃气体(爆炸范围)称为爆炸极限。 13、爆炸是物质自一种状态迅速转变成另一种状态,并在瞬间放出(很大能量),同时产生气体以很大压力向四周扩散,伴随着巨大的声响,这种现象就是爆炸。 14、国家规定车间空气中的CO含量最高允许值为(30mg/m3或24ppm) 15、CO含量在(50mg/m3)时连续工作时间不得超过1小时。 16、CO含量在(200mg/m3)时连续工作时间不得超过20分钟,每次工作间隔时间不少于2小时。 17、设备、管道和阀门等联接点试漏应用(肥皂水或携带式可燃气全防爆检测仪) 18、焦炉煤气无色、有臭味,有毒性、易燃易爆,其中是由于有(硫化氢)而造成有臭味的 19、焦炉煤气的爆炸范围为(6-30%) 20、焦炉煤气的低发热值为(16.31-18.4MJ/m3)。 21、焦炉煤气加压及脱萘系统包括(二台煤气压缩机及两台脱萘器) 22、原料气的压力越(高),吸附剂的吸附量越大,吸附塔的处理能力越(高)。 23、原料气温度越高,吸附剂的吸附量越(小),吸附塔的处理能力越(低)。 24、解吸气压力越(低),吸附剂再生越彻底,吸附塔的处理能力越(高)。 25、解吸气缓冲罐内的解吸气可以作为预处理系统的(再生气源)。 26、预处理再生温度为(≥100℃) 27、预处理吸附压力为(1.55~1.65MPa) 28、300#逆放过程中释放的气体进入(解吸气缓冲罐)。 29、300#冲洗过程中的气体来源于(顺放气罐) 30、300#顺放过程中释放的气体进入(顺放气罐)。 31、300#吸附时间参数设定中T1的设定原则是(均压两塔的压力能基本均平即可) 32、300#冲洗压力为(0.04~0.02MPa) 33、300#吸附压力为(1.5~1.6MPa) 34、300#吸附时间参数设定中T3设定原则是(在保证产品氢气合格的前提下尽量延长) 35、在300#吸附时间设定上,减小吸附时间,则(提高)产品纯度。 36、在300#吸附时间设定上,增大吸附时间,则(降低)产品纯度。 37、400#干燥器再生温度为(100℃~150℃)

国内焦炉煤气现状及综合利用情况

国内焦炉煤气现状及综合利用情况 一、焦炉煤气资源利用现状 2010年全国焦炭产能预计3.7亿吨,焦炉煤气产量1500多亿方/年,全国约有焦化企业2000多家,其中1/3为钢铁联合企业,2/3为独立焦化企业;而独立焦化企业主要分布在山西、河南、山东、云南、内蒙等地,其中山西为世界上焦炭最大聚集地。山西焦炭产能约占全国22%,近期坚持焦化并举,淘汰落后产能,实施总量控制(1.4亿吨),为焦炉气综合利用市场提供良好发展环境;全省焦化投资预计330亿,将继续规范吕梁、临汾两大焦化产业基地,完善30个产焦百万吨的重点企业,孕育良好的焦炉气制甲烷市场契机;2020年,将在介休、孝义等地建设十大焦炉气综合利用园,并在河津、清徐建设两个焦炉气制甲烷示范项目(形成规模10亿m3/a);山西、河南、山东、云南、内蒙等地焦炉气资源丰富但离中心城市距离远,许多焦炉气被直接燃放,利用率低;焦炉气制甲醇和化肥由于市场受限和发电上网困难等因素影响,目前较好的利用途径是焦炉煤气甲烷化制天燃气。 焦炉煤气是指用炼焦用煤在炼焦炉中经高温干馏后,在产出焦炭和焦油产品的同 时所得到的可燃气体,是炼焦产品的副产品,未经净化处理的称之为荒煤气,经净化处理的称之为净煤气即本文所指的焦炉煤气。 焦炉煤气的热值约为17580kJ/ m3~18420 kJ/ m3,天然气的热值约为35588 kJ/ m3,焦炉煤气的热值约为天然气热值的一半。焦炉煤气的密度为0.45 kg/ m3~0.48 kg/ m3。着火温度为600℃~650℃,具有燃烧速度快、着火快、火焰短的特点,理论燃烧温度为1800℃~2000℃。 每炼1吨焦炭,会产生430m3左右的焦炉煤气。这些焦炉煤气中的一半用于企业自身回炉助燃,另外约200m3必须使用专门的装置进行回收净化处理,否则只能直接排入大气,或者燃烧排放(俗称“点天灯”)。全国外供焦炉煤气预计就有700多亿立方米,有很多非钢焦化企业所产的焦炉煤气无法利用被“点天灯”而浪费了(这些企业一般远离城市中心),有约300亿立方米被白白排放掉。 二、焦炉煤气常规综合利用途经 (一)焦炉煤气的组成与杂质含量 焦炉煤气是焦炭生产过程中煤炭经高温干馏出来的气体产物。在干馏温度为550℃,荒煤气中有大量的H2、CH4、CO、H2S、COS、CS2、NH3、HCN、噻吩、硫磺、硫醚、焦油、萘、苯等化学物质。在炼焦产品中,按重量计算,焦炉煤气占15%-18%,为全部产品的第二位,仅次于焦炭产品。荒煤气是不允许外供的,必须经过化产回收净化处理后使用,即转为净煤气才能外供使用。 焦炉煤气的主要组分为H2、CO、CH4、CO2等,随着炼焦配比和操作工艺参数的不同,焦炉煤气的组成略有变化。一般焦炉煤气的组成见表1,杂质含量见表2。 表1 焦炉煤气的组成 表2 焦炉煤气中的杂质含量(mg/m) (二)焦炉煤气的用途

焦炉煤气制氢技术规范【模板】

《焦炉煤气制氢技术规范》 编制说明 1 工作简况 1.1 任务来源 能源是人类社会发展的重要物质基础,煤炭、石油、天然气等化石能源在过去的经济发展和工业化过程中发挥了巨大的作用。但是,由于化石能源不可再生,大规模开发利用导致有限的资源日益枯竭,同时也带来了气候变化、生态破坏等严重的环境问题,人类社会可持续发展面临巨大挑战。氢能源使用氢气作为能量载体,使用过程中清洁无污染,是一种理想的二次能源。未来利用可再生能源制氢,并在发电、交通、储能、智能电网等领域广泛的使用氢能源,可以彻底解决现有化石能源体系的污染和温室气体排放问题。由于氢能源具有资源丰富、获取途径多样、清洁环保、可循环利用及应用范围广等优点,被认为是 21 世纪最具发展潜力的清洁能源。 目前国内制氢原料主要来源于焦炉煤气,且国内炼焦厂较多,焦炉煤气产能大。但对焦炉煤气的深度利用,特别是对其中氢气的提取一般仅得到普通氢和高纯氢。通过本课题的研究,形成超纯氢制取的技术规范,用于氢燃料电池或者氢的精细化利用领域,从而对后期氢能的深度利用提供技术路线和技术规范。 为解决燃料电池或其他领域对超纯氢的需求,结合我国氢气产业的现状,将焦炉煤气作为氢气原料的突破口,采用多种技术相结合的方式,进行提纯分离,从而制得超纯氢。本标准主要拟对焦炉煤气制取超纯氢的相关技术进行统一规范,从而为后期相关技术的推广提供技术支持。主要的创新点为超纯氢的制取和相关工艺技术方案的协同联动。 1.2主要工作过程 项目组首先查阅了相关文献资料,初步确立了编制组成员和标准编制计划与方案,讨论并通过了标准编制大纲。结合国内现有焦炉煤气中氢气的技术及气体分离行业的相关技术,结合焦炉煤气的具体组成,针对超纯氢提取,本标准制定方案中分为两步法:首先利用膜分离技术对经过预处理后的焦炉煤气进行初步提浓;然后通过变压吸附或其他技术将已初步提浓的氢气(含量80%以上)进一步

煤气化工艺的优缺点及比较

煤气化现代13种工艺的优缺点及比较(煤气化工艺的对比适宜的地方投资的项目) 鄂尔多斯金诚泰煤化工气化车间助理工程师:王润斌 我国是一个缺油、少气、煤炭资源相对而言比较丰富的国家,如何利用我国煤炭资源相对比较丰富的优势发展煤化工已成为大家关心的问题。近年来,我国掀起了煤制甲醇热、煤制油热、煤制烯烃热、煤制二甲醚热、煤制天然气热、醋酸等。有煤炭资源的地方都在规划以煤炭为原料的建设项目,这些项目都碰到亟待解决原料选择问题和煤气化制合成气工艺技术方案的选择问题。现就适合于大型煤化工的比较成熟的几种煤加压气化技术作评述,供大家参考。特邀同行前来指点:邮箱1039852108@https://www.360docs.net/doc/0c19460222.html, 目前,煤炭在我国的能源消费比重不断加大,用于发电和工业锅炉及窑炉的比例大约为70%左右,其余主要是作为化工原料及民用生活。随着煤化工技术的不断发展,煤炭作为化工原料的比重将会得到不断的提高。 传统的煤化工特点是高能耗、高排放、高污染、低效益,即通常所说的“三高一低”。随着科技的不断进步,新型的煤气化技术得到了快速的发展,煤炭作为化工原料的重要性得到了普遍的认可。煤化工目前采用的方法主要有三个途径:煤的焦化、煤的气化、煤的液化。由于最终产品的不同,三种途径均有存在的市场。煤焦化的直接产品主要有焦炭、煤焦油及焦炉气,煤气化的直接产品主要有合成气、一氧化碳和氢气,煤液化后可直接得到液体燃料。

煤焦化产业相对比较成熟,煤液化存在直接液化和间接液化两种方法,由于该技术的成熟程度和投资等原因,制约了其产业化和规模化的进一步发展。随着煤气化技术的不断成熟,特别是加压气化方法的逐步完善和下游产品的多样化,煤气化已成为我国目前煤化工的重中之重。 煤气化所产生的合成气,成为氮肥(主要是尿素)、甲醇、二甲醚、醋酸等过去主要依赖石油化工产品的主要原料,也成为国内目前煤化工所上的主要项目。煤气化除了投资比较小的常压固定床以外,粉煤加压气化(以壳牌和GSP为主要代表)、水煤浆加压气化(以德士古为主要代表)成为众多厂家引进国外节能环保的主要首选技术。 国内具有自主知识产权的煤气化技术还有:①粉煤加压气化:西安热工院的干煤粉加压气化技术、陕西联合能源的灰粘聚流化床粉煤气化技术、山西煤化所的灰熔聚流化床粉煤气化技术、北京航天万源的航天炉粉煤气化技术等。②水煤浆加压气化技术:华东理工大学的四对冲烧嘴技术、北京达立科的分级气化技术、西北化工研究院的多元料浆(主要成份是水煤浆)气化技术等。 本作者近年来一直从事于水煤浆气化的工艺及设备作,水煤浆加压气化装置(包括引进装置和国产化装置)是目前国内广泛使用的煤加压气化技术(占到国内煤加压气化装置的75%以上),气化后得到的合成气主要用于合成氨、尿素、甲醇、醋酸等的原料,也可用于城市煤气及钢铁等其他行业。

焦炉煤气制氢

目录 前言 (3) 第一节吸附工艺原理 (5) 1.1 吸附的概念 (5) 1.2 吸附的分类 (6) 1.3 吸附力 (7) 1.4 吸附热 (9) 1.5 吸附剂 (9) 1.6 吸附平衡 (12) 1.7 PSA-H2工艺的特点 (14) 第二节PSA-H2流程选择分析 (16) 2.1 TSA与PSA流程的选择 (16) 2.2 真空再生流程与冲洗再生流程的选择 (17) 2.3 均压次数的确定 (17) 第三节PSA-H2流程描述 (18) 3.1 工艺流程简图 (18) 3.2工艺流程简述...................................................................................... 错误!未定义书签。 2.3.1工艺方案的选择 (18) 2.3.2本装置工艺技术特点 (18) 2.4工艺流程简述 (20) 2.4.1预净化工序100#(参见图P0860-32-101) (20) 2.4.2压缩及预处理工序200#(参见图P0860-32-201、P0860-32-202) (20) 2.4.3变压吸附提氢工序300#(参见图P0860-32-301) (21) 2.4.4脱氧干燥工序400#(参见图P0860-32-401) (22) 2.5装置布置(参见图P0860-33-01) (22) 2.6主要工艺控制指标 (23) 第四节PSA-H2操作参数的调整 (24) 4.1 相关参数对吸附的影响 (24) 4.2 吸附压力曲线及其控制方式 (24) 4.3 关键吸附参数的设定原则及自动调节方式 (25) 4.4 提高PSA-H2装置可靠性的控制手段 (26) 第五节PSA-H2装置注意事项 (27) 5.1 吸附剂装填注意事项 (27) 5.2 生产注意事项 (27)

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