一、煤制氢及气化装置概况
煤制氢工艺
煤制氢工艺煤制氢工艺是一种利用煤炭、天然气等烃类化合物，在高温下加气化剂反应，制造氢气的工艺。
由于煤炭是一种主要的能源资源，其对世界经济和能源安全起着重要的作用，因此煤制氢技术被广泛应用。
下面详细介绍煤制氢工艺。
1.煤制氢技术原理煤制氢技术是一种从煤中提取氢气的技术，它与传统的天然气制氢、压水制氢等技术相比，具有独特的优点。
煤制氢技术利用高温下气体与煤反应产生气体化学反应，使煤中的烃类化合物分解，形成大量的气体，并且将氢和一些其他气体分离。
具体来说，煤制氢技术主要包括两个步骤：气化和氢气分离。
气化是指将煤和气化剂在高温下反应产生气体，而氢气分离则是将反应产生的气体进行分离和提纯，用于制造氢气。
（1）气化煤制氢工艺的气化过程主要包括干式气化、湿式气化和高效重油气化等几种方式。
干式气化是指在没有水的情况下，用氧气或气化剂与煤反应，生成氢气和一些其他气体。
湿式气化是指在水蒸气的存在下，将煤气化为氢气和一些其他气体。
高效重油气化是指将重油和煤混合在一起，经过一系列的反应产生气体。
（2）分离和提纯在气化过程中，煤和气化剂的反应产生了各种气体，其中包括氢气、一氧化碳、二氧化碳、氮气等。
在煤制氢工艺中，需要将这些气体分离出来，然后进行提纯，使其可以直接用于制造氢气。
具体来说，分离和提纯主要包括焦化和升华法。
焦化是指将气化产物通过可控火焰燃烧，将其分离成不同的气体，然后进行纯度升华。
升华法是指将气化产物在高温下升华，使其分离成不同的气体，然后进行纯度升华。
3.煤制氢工艺的应用前景随着全球的经济和能源需求的增长，化石燃料的使用量也在不断增加。
而煤炭作为主要的化石燃料之一，其开采和利用对全球经济和能源安全起着重要的作用。
煤制氢技术是一种非常有前途的技术，可以利用煤炭资源生产大量氢气，为能源产业的发展提供新的方向。
目前，全球煤制氢技术正在不断发展，国内外的一些大型公司也开始研发煤制氢产品。
在未来，随着煤制氢技术的不断发展和成熟，其应用范围也将越来越广泛，煤炭资源的利用率也会大大提高。
变换单元工艺知识培训
二、变换反应工艺原理
POX装置变换反应器为4台，分别为保护 床反应器（721-R-104）、第一变换反应器 （ 721-R-101 ）、第二变换反应器（ 721R-102）及第三变换反应器（ 721-R-103）。
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二、变换反应工艺原理
保护床反应器：
阻挡煤粉尘、炭黑等固体杂质，吸附As、Cl等对催化剂有毒害作 用的组分，以保护后续耐硫变换催化剂 。
第一变换反应器：
亦称高变反应器、中温变换反应器，变换反应的主反应器，将气 化来的合成气和水蒸气在催化剂的作用下以较高的速度快速进行变换 反应，生成氢气，同时有机硫和氢气反应生成容易脱除的硫化氢。
第二、三变换反应器：
亦称低温变换反应器，将中变过来变换气在较低的温度下进行变 换，生成氢气，尽可能将一氧化碳的浓度降低，增产氢气。
此时，对应的水汽比为：3.344/(5.8-3.344)=1.3
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二、变换反应工艺原理
影响水气比的因素： （1）压力：在温度不变情况下，压力升高，
饱和蒸汽的分压不变，气体的分压增大，水汽 比减小，反之亦然。
（2）温度：在压力不变的情况下，合成气 温度升高，气体温度不变，水的饱和蒸气压增 大，水汽比增大，反之亦然。
变换反应为放热的可逆反应，符合反应 平衡机理。
化学平衡的定义:是指在宏观条件一定的可逆 反应中，化学反应正逆反应速率相等，反应物和 生成物各组分浓度不再改变的状态。
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二、变换反应工艺原理
勒夏特列原理
勒夏特列原理又名“平衡移动原理” 。 如果改变影响平 衡的一个条件（如浓度、压强或温度等），平衡就向能够减弱这 种改变的方向移动。 勒夏特列原理是指在一个平衡体系中，若 改变影响平衡的一个条件，平衡总是要向能够减弱这种改变的方 向移动。比如一个可逆反应中，当增加反应物的浓度时，平衡要 向正反应方向移动，平衡的移动使得增加的反应物浓度又会逐步 减少；但这种减弱不可能消除增加反应物浓度对这种反应物本身 的影响，与旧的平衡体系中这种反应物的浓度相比而言，还是增 加了。
气化装置主要设备介绍精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版一、气化炉1、气化炉描述本装置使用3台多元料浆加压气化炉（两开一备）。
气化炉是以氧气为气化剂对多元料浆进行加压气化，制取合成甲醇原料气的关键设备。
该设备的主要功能是制取粗合成气：一氧化碳（CO）和氢气（H2）。
由煤浆制备工序来的水煤浆与空分工序来的氧气在气化炉顶部的特殊喷嘴混合、并在气化炉燃烧室内燃烧（反应温度达~1400℃），产生高温煤气和熔渣。
这些反应物在反应压力的作用下，顺着燃烧室下部的中心管（浸液管）向下到下半部急冷室中的急冷水液面以下一定位置，将气体冷却并顺着急冷室中设置在中心管外的套管（通风管）与中心管的环形流道向上流出，进入急冷室上部的气相空间并由急冷室上部的急冷气出口输送到后续工序。
燃烧室内产生的高温煤气在急冷室中与急冷水直接接触、冷却后，形成了～253℃的饱和水煤气，为变换提供符合要求的反应气；而与此同时，燃烧室产生的高温熔渣在急冷室下部的水中冷却、向下部沉淀，并及时经直联在急冷室下部的破渣机进行破碎、定时由破渣机下部的锁斗排放到渣水处理工序。
气化炉分为上下两个部分，上部为燃烧室，下部为激冷室。
燃烧室由钢壳和耐火衬里两部分组成，钢壳内径φ2800，厚88mm，采用单层卷板结构，球形封头，开孔接管一律采用厚壁管加强。
气化炉燃烧室高温段壳体内衬为总厚约559mm的耐火材料，顶部喷头入口处（封头）的衬层随温度的减弱适当减薄。
耐火衬里由高铬刚玉砖、低铬刚玉砖、低硅刚玉砖、刚玉浇注料、高铝型硅酸铝纤维针刺毯等组成。
配比好的多元料浆和氧气通过顶部烧嘴喷入燃烧室内，在高温高压下发生气化反应，生成合成甲醇所需的高温原料气，在反应压力的作用下，高温原料气和熔渣通过燃烧室的下锥口进入激冷室内，与激冷水充分接触冷却后产生的激冷气通过激冷室上部设置的激冷气出口排出，产生的黑水和炉渣通过激冷室下部设置的排渣口进入锁斗，定期排放。
由于反应后的高温原料气中含有SO2和SO3，在水相中产生SO42-根离子等，在内应力的作用下有较强的腐蚀性，故本设备激冷室的壳体内壁须考虑防腐蚀措施。
煤制氢装置生产工艺
环保问题
1.煤制氢装置生产工艺：煤粉制备、煤气化、氢气提纯 煤制氢装置生产工艺 煤制氢装置的生产工艺主要分为三个阶段：煤粉制备、煤气化、和氢气提纯。 首先，煤粉通过破碎、筛分和干燥等预处理，制成适合煤气化的形态。接着，煤气化过程利用气化剂将煤转化为可燃气。然后，将得到的煤气进行进一步 提纯，分离出二氧化碳和剩余的杂质，得到高纯度的氢气。 2.煤制氢工艺虽可行，却引发环境问题 虽然煤制氢工艺在某些情况下是可行的，但是它涉及到许多环境问题。 首先，煤的开采和使用会产生大量的二氧化碳排放，导致全球变暖。这可能会加剧气候变化，引发极端天气，如洪水、干旱和飓风等。其次，煤制氢过程 中会产生大量的废水和废渣，这些废物可能含有有害物质，如重金属和有害化学物质。如果不妥善处理，这些废物可能会对环境和人类健康造成严重危害。 3.煤制氢的噪音与振动及可再生能源 此外，煤制氢过程中还会产生大量的噪音和振动，这可能会对周围的社区和环境造成负面影响。 为了解决上述环保问题，需要采取一系列的措施。首先，应该大力推广可再生能源，如太阳能、风能和水力发电。这些能源不会产生温室气体排放，有助 于减缓全球变暖的速度。 4.可再生能源替代煤制氢，环保与人类健康之选 其次，应该采用更环保的煤制氢工艺，例如使用生物质替代煤粉，或者使用更高效的煤气化技术。这些方法可以减少废水和废渣的产生，降低对环境的污 染。 此外，应该加强对煤制氢工厂的监管和管理，确保它们遵守环保法规和标准。这包括对排放物进行实时监测，对废物进行妥善处理，以及对噪音和振动进
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05. 氢气的分离和提纯
煤制氢装置生产工艺
煤制氢是一种通过使用煤炭来生产氢气的方法。其基本原理是先将煤炭转化 为气体燃料，然后在燃料重整过程中将气体燃料转化为氢气。以下是一个关 于煤制氢装置生产工艺的简要描述：
煤气化制氢工艺配置与设备选型分析
煤气化制氢工艺配置与设备选型分析煤气化制氢是一种通过煤炭等碳质原料进行气化，生成合成气后，再进行净化纯化，最终得到高纯度氢气的工艺。
煤气化制氢工艺的配置与设备选型是该工艺实施过程中的关键环节，将直接影响到工艺效率和经济效益。
本文将对煤气化制氢工艺配置与设备选型进行详细分析。
一、煤气化制氢工艺配置分析1. 煤气化工艺种类煤气化制氢工艺主要有固定床煤气化、流化床煤气化和喷射床煤气化等不同类型。
固定床煤气化工艺利用高温下煤与氧气的反应生成合成气，具有工艺成熟、设备简单等特点。
而流化床煤气化则采用颗粒状催化剂使煤气化反应发生在流态的床层中，具有反应速度快、产气量大等优势。
喷射床煤气化工艺则是将煤粉与氧气直接混合并喷入可燃烧的床层中，具有投资少、操作简便等特点。
2. 煤气净化工艺煤气化产生的合成气中含有大量的杂质，如硫化氢、氨、苯等。
为了得到高纯度的氢气，需要进行净化处理。
常见的煤气净化工艺包括低温净化、吸附净化和催化净化等不同类型。
低温净化通过调整温度降低硫化氢、氨等杂质的溶解度，从而实现净化目的。
吸附净化则采用吸附剂吸附杂质气体，如活性炭吸附硫化氢。
催化净化是通过催化剂使有害物质在催化剂表面发生反应转化为无害物质。
3. 氢气纯化工艺经过煤气净化后得到的合成气含有一定的氢气，但其中仍然存在氮气、一氧化碳等非氢成分。
为了进一步提高氢气的纯度，需要进行纯化处理。
常见的氢气纯化工艺包括压力摩擦吸附（PSA）和膜分离等。
压力摩擦吸附是通过吸附剂在不同压力下对气体分子的选择性吸附使其分离。
膜分离则是利用不同气体在膜上的渗透速率不同来实现分离纯化。
二、煤气化制氢设备选型分析1. 煤气化设备煤气化设备主要包括煤气化炉、煤粉输送系统和废气净化系统等。
煤气化炉是进行煤气化反应的核心设备，其选型应考虑设备稳定性、煤气化效率等因素。
煤粉输送系统用于将煤粉送入煤气化炉，需要考虑输送速度、输送距离等因素。
废气净化系统用于处理煤气化过程中生成的废气，选型时需要考虑净化效率、能耗等因素。
煤制氢(CTG)工艺概况
导读：1、煤为原料制取氢气方法：焦化、气化；2、传统煤制氢技术和煤气化制氢工艺；3、煤气化制氢原理与工艺流程。
我国是世界上开发利用煤炭最早的国家。
2000多年前的地理名著《山海经》(现代多数学者认为《山海经》成书非一时，作者亦非人。
大约是从战国初年到汉代初年楚和巴蜀地方的人所作，到西汉刘歆校书时才合编在一起)中称煤为“石涅”，并记载了几处“石涅”产地，经考证都是现今煤田的所在地。
例如书中所指“女床之山”，在华阴西六百里，相当于现今渭北煤田麟游、永寿一带；“女儿之山”，在今四川双流和什邡煤田分布区域内；书中还指出“风雨之山”。
显然，我国发现和开始用煤的时代还远早于此。
在汉些史料中，有现今河南六河沟、登封、洛阳等地采煤的记载煤不仅用作柴烧，而目成了煮盐、炼铁的燃料。
现河南巩县还能见到当时用煤饼炼铁的遗迹。
汉朝以后，称煤为“石墨”或“石炭”。
可见我国劳动人民有悠久的用煤历史。
煤制氢技术发展已经有200年历史，在中国也有近100年历史。
我国是煤炭资源十分丰富的国家，目前，煤在能源结构中的比例高达70%左右，专家预计，即使到2050年，我国能源结构中，煤仍然会占到50%。
如此大量的煤炭使用将放出大量的温室气体CO2。
现在我国已经是世界CO2排放第一大国，受到巨大的国际压力。
洁净煤技术将是我国大力推行的清洁使用煤炭的技术。
在多种洁净煤技术中煤制氢，可以简称为CTG( Coal to gas)，将是我国最重要的洁净煤技术，是清洁使用煤炭的重要途径。
■煤为原料制取氢气方法：焦化、气化以煤为原料制取氢气的方法主要有两种：一是煤的焦化(或称高温干馏)，二是煤的气化。
焦化是指煤在隔绝空气条件下，在900-1000℃制取焦炭，副产品为焦炉煤气。
焦炉煤气组成中含氢气55%-60%(体积分数)、甲烷23%~27%、一氧化碳6%~8%等。
每吨煤可得煤气300~350m3，可作为城市煤气，亦是制取氢气的原料。
煤的气化是指煤在高温常压或加压下，与气化剂反应转化成气体产物。
制氢装置流程及关键设备介绍
制氢装置流程及关键设备介绍制氢装置是一种将化石燃料或其他可再生能源转化为氢气的设备。
制氢的过程涉及多个步骤和关键设备，下面将对其流程及关键设备进行介绍。
制氢装置的流程通常包括原料处理、催化剂反应、气体分离和气体纯化等环节。
下面将逐步介绍每个步骤以及关键设备。
首先是原料处理。
不同的制氢装置使用的原料可能不同，常用的原料包括天然气、石油、煤、生物质等。
原料处理的目的是去除其中的杂质和含硫化合物等有害成分，以保证后续反应的顺利进行。
关键设备包括储气罐、气体分离器、液氢分离器、吸附剂床等。
其次是催化剂反应。
原料处理后的气体进入反应器，加热并与催化剂接触以产生化学反应。
常用的制氢反应有蒸汽重整、部分氧化、燃烧、催化裂化、水煤气变换等。
不同的反应需要不同的催化剂以及反应温度和压力条件。
关键设备包括反应器、加热炉、催化剂床等。
接下来是气体分离。
制氢反应生成的气体混合物中，通常含有一定比例的氢气、二氧化碳、一氧化碳等成分。
气体分离的目的是将氢气与其他气体进行分离，以获取纯净的氢气。
常用的气体分离方法包括膜分离、吸附剂分离、液态分离等。
关键设备包括膜分离器、吸附剂床、分离塔等。
最后是气体纯化。
气体分离后的氢气可能还含有一些杂质，如微量的氧气、水蒸汽、硫化氢等。
气体纯化的目的是去除这些杂质，以满足氢气的使用要求。
常用的气体纯化方法包括催化氧化、吸附剂处理、液态纯化等。
关键设备包括纯化塔、吸附剂床、催化剂床等。
除了以上的基本流程和关键设备外，制氢装置还需要一些辅助设备来保障工艺的顺利进行。
例如气体压缩机用于提高气体压力，气体储罐用于存储气体等。
总之，制氢装置是利用催化剂进行化学反应，将化石燃料或其他可再生能源转化为纯净的氢气的设备。
其流程包括原料处理、催化剂反应、气体分离和气体纯化等步骤，关键设备包括储气罐、反应器、膜分离器、纯化塔等。
通过合理设计和运行这些设备，可以高效地制取氢气，满足工业和能源领域对氢气的需求。
煤气化技术简介及装置分类
煤气化技术简介及装置分类煤气化是清洁利用煤炭资源的重要途径和手段。
目前，国内自行开发和引进的煤气化技术种类众多，但总体上可以分为以下三大类：一、固定床气化技术以鲁奇为代表的加压块煤气化技术。
鲁奇加压气化炉是由联邦德国鲁奇公司于1930年开发的，属第一代煤气化工艺，技术成熟可靠，是目前世界上建厂最多的煤气化技术。
鲁奇气化炉是制取城市坑口煤气装置中的心脏设备。
它适应的煤种广﹑气化强度大﹑气化效率高﹑粗煤气无需再加压即可远距离输送。
鲁奇气化技术的特点为：采用碎煤加压式填料方式，即连接在炉体上部的煤锁将原料制成常温碎煤块，然后从进煤口经过气化炉的预热层，将温度提高至300℃左右。
从气化剂入口吹进的助燃气体将煤点燃，形成燃烧层。
燃烧层上方是反应层，产生的粗煤气从出口排出。
炉篦上方的灰渣从底部出口排到下方连接的灰锁设备中，所以气化炉与煤锁﹑灰锁构成了一体的气化装置。
鲁奇炉的代表炉型即第三代MARK－IV/4型Ф3800mm加压气化炉, 炉体由内外壳组成，其间形成50mm的环形水冷夹套，是一种技术先进﹑结构更为合理的炉型。
我公司为河南义马、大唐克旗等制做了多台鲁奇式气化炉。
图1 鲁奇加压块煤气化装置二、流化床气化技术以恩德炉、灰熔聚为代表的气化技术。
恩德炉粉煤流化床气化技术是朝鲜恩德“七.七”联合企业在温克勒粉煤流化床气化炉的基础上，经长期的生产实践，逐步改进和完善的一种煤气化工艺。
灰融聚流化床粉煤气化技术根据射流原理，在流化床底部设计了灰团聚分离装置，形成床内局部高温区，使灰渣团聚成球，借助重量的差异达到灰团与半焦的分离，在非结渣情况下，连续有选择地排出低碳量的灰渣。
目前，中科院山西煤化所山西省粉煤气化工程研究中心开发的加压灰熔聚气化工业装置已经成功应用于晋煤集团天溪煤制油分公司1 0万吨/年煤基MTG合成油示范工程项目，该项目配备了6台灰熔聚气化炉（5开1备），气化炉操作压力0.6MPa，日处理晋城无烟煤1600吨，干煤气产量125000Nm3/h（配套30万吨/年合成甲醇）。
10000煤制氢[1]
![10000煤制氢[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/d8e7e0907fd5360cbb1adb2d.png)
10000Nm3/h煤造气制氢装置技术方案1 •装置概况本装置为制氢装置，装置制氢能力为10000Nm3/h。
采用煤为原料工艺路线，制氢装置包括造气、脱硫、压缩、变换脱硫、变压吸附脱碳和变压吸附提氢、造气循环水站、余热回收工序等七个主要工序。
2 •产品规格产品氢气的质量指标3 •原材料及公用工程消耗原辅材料规格及消耗量（以1000Nm3/h氢气量计）公用工程规格及消耗量（以1000Nm3/h氢气量计）注：⑴水煤气中的总硫按1.5g/Nm3计（2）年操作时间8000小时4.装置组成本装置由如下工序组成：造气工序、脱硫工序、压缩工序、变换工序、变压吸附制氢工序、造气循环水工序 、余热回收工序 5 •界区划分如图双点画线（ ------ ）框内为装置界区6.工艺技术 6.1造气工序⑴吹风空气经空气鼓风机加压送入煤气炉内，在炉内空气与炭层燃烧，放出大量的热量储 存于炭层间。
出炉气称为吹风气，温度在 350C 左右。
吹风气经旋风除尘器除尘后进入 吹风气总管，去三废”混燃锅炉作燃料。
⑵蒸汽吹净为尽量降低水煤气中N 2含量，采用低压蒸汽上吹，将系统中残余空气吹净，流程 同吹风阶段。
⑶上吹制气蒸汽吹净后开始一次上吹制气，上吹用蒸汽来自本工段的夹套锅炉及废热锅炉，不足部分由余热回收装置蒸汽管网补充。
两部分低压过热蒸汽一起经蒸汽缓冲罐混合后， 由煤气炉底部送入，自下而上经过炉内炭层分解而产生水煤气。
本阶段所产生的水煤气（上行煤气）出炉时温度在 350C 左右，进入水煤气总管经 旋风除尘器除尘后，送至热管废热锅炉回收余热最后温度降至 150C 左右进入煤气洗涤 塔冷却至常温后送往气柜。
⑷下吹制气原料煤「蒸汽低压过热蒸汽由煤气炉上部进入炉内，由上而下，经过炭层分解得到水煤气，由炉底引出时温度在250C左右，经总管去热管废热锅炉回收余热后。
温度降至150C左右，进煤气洗涤塔冷却后入水煤气气柜。
⑸ 二次上吹基本上同一次上吹制气，目的在于置换炉下部及管道中残留的水煤气。
浅谈四喷嘴气化炉装置运行中出现的问题及解决办法
浅谈四喷嘴气化炉装置运行中出现的问题及解决办法发布时间：2021-07-06T11:22:01.877Z 来源：《基层建设》2021年第10期作者：梁国忠1 孙旭明2 [导读] 摘要：分析气化炉运行中出现的问题，并提出解决问题方方法。
大连恒力石化集团辽宁大连 116318 摘要：分析气化炉运行中出现的问题，并提出解决问题方方法。
关键词：烧嘴压差；烧嘴；激冷环、下降管；角阀磨损。
一、煤制氢及气化装置概况恒力石化（大连）炼化有限公司介绍：恒力2000万吨/年炼化一体化项目位于辽宁省大连市长兴岛临港工业园区，是国家对民营企业开放的第一个重大民营炼化项目，也是新一轮东北振兴的战略项目。
为了满足重油加氢的需求，需建设最大能力为100万Nm3/h有效气的煤制氢装置，以港口来的原煤为原料，生产氢气，并制备一部分本项目所需的甲醇、醋酸等产品。
煤制氢煤气化装置技术采用国内自主知识产权对置式水煤浆加压气化技术，装置建设六套四喷嘴水煤浆加压气化炉,气化炉直径3.88米 ,5开1备模式运行。
气化炉操作压力6.5MPa，气化炉单炉投煤量3000吨/天（干基），单炉具备20万Nm3/h有效气的生产能力。
项目于2017年4月开工建设，2018年12月投料开车，2019年3月24日打通生产全流程，5月17日全面投产。
二、气化工艺原理及流程简述气化流程简述水煤浆气化气化工序配置6个系列，5开1备，分别布置在两个框架内。
空分装置来的纯氧经氧气流量调节阀、氧气切断阀进入工艺烧嘴。
氧气流量进行温度和压力补偿。
水煤浆经两台煤浆给料泵42121P102ABCD-602ABC加压送入气化炉42122R101-601气化室，在炉内与氧气（纯度≥99.6%）发生剧烈的气化反应，生成以CO、CO2、H2为主要成分的水煤气。
出气化室水煤气和溶渣，经过洗涤水分布环，由洗涤冷却管引入气化炉洗涤冷却室的水浴中。
大部分的灰渣冷却固化后，落入洗涤冷却室底部。
制氢—装置、重点部位设备说明与危险因素及防范措施
制氢—装置、重点部位设备说明与危险因素及防范措施一、装置简介(一)装置的发展及类型1．制氢装置的发展氢气是石油化工的基本原料，随着加氢技术的发展，对氢气的需求量日益增加，一般对于加氢装置较多的炼油厂，除利用重整副产氢外，尚须有专门制氢装置。
我国第一套轻烃蒸汽转化制氢装置是20世纪60年代建成的，随后又陆续建立起多套制氢装置，这时期的氢气净化技术为化学净化法。
进入20m世纪80年代以后，随着变压吸附技术的发展，新建的制氢装置多采用变压吸附净化法。
2．装置的主要类型以制氢装置的原料分：有天然气制氢：油田伴生气制氢；液化气制氢；炼厂气制氢；轻石脑油制氢等。
以产品精制方法分：有化学净化法制氢：变压吸附(PSA)净化法制氢。
天然气制氢造气单元和PSA单元工艺流程见图2—19a、图2—19b、图2—19c。
二、重点部位及设备(一)重点部位制氢装置的原料及产品多为易燃、易爆物质，整个装置区内都具有较大危险性，其中危险性最大的区域属转化炉区和压缩机区。
(二)主要设备1．制氢转化炉转化炉是制氢装置的核心设备，它处于高温、高压、临氢状态下操作，对炉管材质及结构有严格要求。
目前，流行的转化炉有三种炉型：一是以托普索公司为代表的侧烧炉：二是以凯洛格公司为代表的顶烧炉；三是以福斯特惠勒公司为代表的阶梯式转化炉。
•国内流行的为顶烧炉和刚烧炉。
转化炉炉管一般为DNl00mm×l2000mm，材质为HK—40或HP—40的离心浇铸管，由于炉管的温度高，设计时应充分考虑热膨胀问题。
2．PSA吸附床变压吸附分离为间歇操作，对于每个吸附床来讲，在高压下吸附，在低压下脱附，因此吸附床受交变压力的作用，为疲劳容量，在设计、制造时要引起足够重视。
三、危险因素及其防范措施本装置在火灾危险性分类中为甲类危险性装置。
(一)开停工时的危险因素及其防范措施1．开工时的危险因素及其防范措施(1)装置全面大检查装置全面大检查是开工前非常重要的步骤，装置在设计、施工当中必然存在一些问题，通过检查，发现问题，并进行整改，以保证装置安全顺利开工。
制氢装置简介
中压蒸汽
锅炉给水、发生并 过热蒸汽部分
中变冷 却分液
制氢PSA 部分
中压蒸 汽外送
低分气湿法 脱硫部分
重整氢 PSA
氢气
十、制氢工艺流程简述（一）
自装置外来的50℃，2.2MPa（G）的加氢裂化低分气 进入加氢裂化低分气冷却器（E-1102）壳层冷却后， 进入加氢低分气分液罐（D-1102）分液，从加氢低 分气脱硫塔（C-1102）底进入，在塔中与来自硫磺 回 收 装 置 的 甲 基 二 乙 醇 胺 （ MDEA ） 贫 液 逆 流 接 触 （MDEA浓度25%wt），脱除气体中的硫化氢，脱硫后 的低分气送本装置中重整氢提浓PSA单元，MDEA溶液 送回硫磺回收装置再生。
水蒸汽 合计
公斤/小时 5937.50 5952.97 43800.00 55690.47
吨/日 142.50 142.87 1051.20 1336.57
万吨/年 4.75 4.76 35.04 44.55
工业氢
3628.46 87.08 2.90
出
PSA尾气
27941.00 670.58 22.35
十五、制氢工艺流程简述（六）
自中变反应器出来的变换气依次经过中变气/原料气换热器 （E-1201）温度降至367℃和中变气/脱氧水换热器（E1202A/B）温度降至156.5℃后，进入中变气第一分液罐（D1203）分出凝液，然后在中变气除盐水换热器（E-1203）与 除盐水换热到137.8℃后进入中变气第二分液罐（D-1204）， 分出凝液后，进入中变气空冷器（A-1201）冷却到60℃，再 经中变气第三分液罐（D-1205）分液后，进入中变气水冷器 （E-1204），水冷到40℃的中变气经中变气第四分液罐（D1206）分液后进入中变气PSA提纯单元。
煤气化制氢装置设计与优化
煤气化制氢装置设计与优化随着可再生能源的快速发展，氢能作为一种清洁能源被广泛关注。
煤气化制氢是一种常见的氢气生产方式，其通过将煤等碳质物质在高温和压力下转化为气体混合物，再通过一系列的分离和净化工艺获得高纯度氢气。
本文将讨论煤气化制氢装置的设计与优化。
一、煤气化反应器设计煤气化反应器是煤气化制氢装置的核心部件，其设计的合理与否直接影响到氢气产量和质量。
在反应器设计中，需要考虑以下几个方面：1. 温度和压力控制：煤气化反应需要在高温和高压条件下进行，因此反应器的设计应能够在稳定的条件下维持适宜的温度和压力。
2. 反应器壁的材料选择：由于煤气化反应器内温度和压力较高，所以需要选择能够承受高温高压的耐腐蚀材料，以确保反应器的长期稳定运行。
3. 反应器的尺寸和形状：反应器的尺寸和形状对反应器内气体的混合和反应速率有较大影响。
合理的尺寸和形状设计能够提高反应的效率，增加氢气的产量。
二、气体分离和净化在煤气化制氢过程中，产生的气体混合物需要进行分离和净化，以获得高纯度的氢气。
这一过程主要包括以下几个步骤：1. 气体混合物的冷却：煤气化反应产生的气体混合物一般温度较高，需要通过冷却装置进行降温。
冷却过程中，可以利用热交换技术回收热能，提高能源利用效率。
2. 气体的分离：煤气化反应产生的混合气体中含有氢气、一氧化碳、二氧化碳等成分，需要通过分离装置将氢气与其他气体分离。
常用的分离技术包括吸附分离、膜分离等。
3. 气体的净化：分离后的氢气还含有少量的杂质，需要通过净化装置进行进一步的处理。
常用的净化技术包括压力摇床吸附、膜分离、催化剂反应等，以达到高纯度氢气的要求。
三、装置能耗的优化煤气化制氢装置在运行过程中消耗大量的能源，包括电力、蒸汽等。
为了提高装置的能源利用效率，可以通过以下几个方面进行优化：1. 热能回收利用：在装置的各个工艺环节中，通过热交换技术回收余热，减少热能损失，提高能源利用效率。
2. 工艺优化：通过对煤气化工艺的不断改进和优化，减少能源消耗。
煤制氢气方案
5000Nm3/h煤制氢技术方案技术方案目录1.xxxx公司简介2.氢气生产方法选择3.装置概况4.工艺装置5.主要定型设备6.消耗指标7.投资估算8.氢气成本目前公司的主要技术有：1)天然气、焦炉气或煤蒸汽转化制取甲醇；2)天然气、焦炉气、炼厂气或煤转化制氢气；3)膜分离法回收氢气、提纯一氧化碳、回收有机蒸汽、气体干燥等；4)变压吸附法提纯氢气、脱除二氧化碳、提纯一氧化碳、空气分离制取氧气和氮气；5)变压吸附法回收有机蒸汽；6)分子筛干燥脱水；7)胺法脱除二氧化碳、胺法脱硫等；8)低温甲醇洗、常温甲醇洗脱硫脱碳；9)天然气加工与处理（脱硫、脱碳、脱水和烃露点控制）1.氢气生产方法的选择1.1.氢气生产方法的选择随着石油炼制工业以及三大合成材料为中心的石油化学工业飞速发展，氢气消耗量也在迅速增加，在石油、化工、精细化工、医药中间体等行业中氢气是重要的合成原料气，在冶金、电子、玻璃、机械制造中氢气是不可缺少的保护气，同时也用作航空航天燃料，在国外，氢气还被越来越广泛的作为清洁能源使用。
因此扩大氢生产资源、开发新的制氢工艺以及改进现有制氢工艺，受到人们的普遍关注。
国内为制取氢气（不包括工业废气中回收氢气）的主要方法有以下四种：1）天然气（含石脑油、重油、炼厂气和焦炉气等）蒸汽转化制氢；2）煤（含焦炭和石油焦等）转化制氢；3）甲醇或氨裂解制氢；4）水电解制氢；水电解制取氢气的方法，是最传统的氢气生产方式，由于能耗很高，现在工业上除原有装置外，已少有再建新装置。
甲醇或氨裂解制氢是前几年比较流行的氢气生产方式，流程比较简单，操作简便，易于控制，在甲醇供应充足的地区，而且氢气需求规模比较小的情况下，比如200Nm3/h 以下的氢气供应量，具有较强的竞争力。
天然气蒸汽转化制氢也是一个比较传统的技术，以前常用于大规模的氢气供应场合，例如5000Nm3/h以上的氢气供应量。
本公司根据中国氢气用户分散而且规模较小的特点，开发了低投资和低消耗的天然气蒸汽转化制氢技术，非常适合中小规模的氢气需求场合。
制氢装置概况
制氢装置概况1 装置设计、建造、首次开工概况1.1 装置设计概况1.1.1 设计依据（1）中石化（1997）建设字407号，《关于茂名石化公司5万标方米/ 时制氢装置初步设计的批复》。
（2）中石化(1997)建设字348号，《关于茂名石化公司加工进口含硫原油改扩建工程总体设计批复》。
（3）6×104m3/h 制氢装置(施工图设计)工程设计合同，合同号(1997)：茂洛经设字第10号。
1.1.2设计原则（1）制氢装置的生产能力为6×104m3/h工业氢，为降低建设投资，节省占地面积，采用单系列工艺方案。
采用洛阳石化工程公司低能耗的轻烃水蒸汽转化技术以提高装置运转的可靠性，降低氢气生产成本及能耗。
（2）采用华西化工研究所的变压吸附(PSA)技术，以提高净化部分的运转可靠性，降低生产成本。
（3）严格遵守有关环保安全及职业卫生法规，力争做到经济与社会效益的统一。
（4）根据初步设计审查会的要求，中变反应后增设低温变换系统。
（5）根据厂方要求，增加0.45MPa低压蒸汽发生系统。
1.1.3 装置概况1.1.3.1 概述制氢装置是茂名石化公司加工进口含硫原油改扩建工程的一部分。
制氢装置与渣油加氢脱硫装置组成联合装置；与第四套常减压蒸馏装置、第三套重油催化裂化装置和柴油加氢精制装置共用一个中心控制室，与渣油加氢脱硫和柴油加氢精制共用一个变配电间，分析化验由第三分析站完成。
1.1.3.2 装置组成原料膜分离脱硫转化变换PSA净化工业氢1.1.3.3 生产规模制氢装置设计生产能力为6×104m3/h工业氢，实际产氢要求： 4.8×104m3/h。
年开工时数为8000小时。
1.2 装置建造概况装置占地面积10500平方米，总投资为2.8亿元。
装置于1997年7月15日破土动工，1999年9月30日工程实现高标准中交。
1.3 装置首次开工概况装置于1999年6月1日开始装置管线水冲洗。
煤制氢装置工艺说明书
X X X X X X有限公司培训教材煤制氢装置工艺说明书二○一○年九月第一章概述1 设计原则1.1 本装置设计以无烟煤、蒸汽、空气为主要原料生产水煤气，然后经过一系列的净化变换处理生产工业氢气；生产规模：30000Nm3/h工业氢气。
1.2 本装置采用成熟、可靠、先进的技术方案，合理利用能源，降低能耗，节省投资。
1.3 认真贯彻国家关于环境保护和劳动法的法规和要求，认真贯彻“安全第一、预防为主”的指导思想，对生产中易燃易爆、有毒有害的物质设置必要的防范措施，三废排放要符合国家现行的有关标准和法规。
1.4 采用DCS集散型控制系统。
2 装置概况及特点2.1装置概况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。
2.2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2.3生产规模制氢装置的生产规模为30000Nm3/h，其中0.6MPa产品氢7000 Nm3/h，1.3 MPa产品氢23000 Nm3/h。
装置的操作弹性为30—110%，年生产时数为8000小时。
2.4物料平衡简图本装置的界区自原料煤库出来的第一条输煤皮带的下料开始，至产品氢出口的最后一个阀门为止。
煤造气气柜变换压缩脱硫VPSA 脱碳VPSA 氢提纯余 热 回 收 系 统动力站界外蒸汽管网硫回收脱硫循环水造气循环水煤栈桥原料煤库循环水站界外界外吹风气粉煤炉渣蒸汽VPSA 解析气CO2气界外界外外卖炉渣硫磺硫泡沫上水回水0.6MPa 产品氢 1.3MPa 产品氢变脱水煤气水煤气水煤气水煤气变脱气变换气P-63上水回水空气吹风气蒸汽蒸汽块煤块煤蒸汽飞灰烟气灰渣 注：以上所有虚线框内的单元均属于本装置的界区。
煤气化制氢技术及其应用前景分析
煤气化制氢技术及其应用前景分析随着全球能源需求的不断增长，寻找替代传统能源的可持续能源形式显得尤为重要。
煤气化制氢技术作为一种具有潜力的清洁能源技术，正逐渐受到人们的重视和关注。
本文将对煤气化制氢技术及其应用前景进行详细分析。
一、煤气化制氢技术概述煤气化制氢技术是指将固体燃料（如煤、生物质等）进行煤气化反应，生成一种气体混合物，再通过一系列的气体分离工艺，将其中的氢气提取出来。
这种技术可以实现烯烃制造、石油炼制、电力产业等领域对高纯度氢气的需求。
二、煤气化制氢技术的优势1.资源丰富：全球煤炭资源储量丰富，采用煤作为原料进行气化制氢技术具有长期可持续的资源供应保障。
2.安全可靠：煤气化制氢技术作为一种成熟的工业技术，具备一定的可靠性和稳定性，能够满足工业生产的需求。
3.环境友好：煤气化制氢过程中可以对含硫、含氮等恶劣物质进行去除，减少对环境的污染，同时生成的尾气也可以被利用回收，减少二氧化碳等温室气体的排放。
三、煤气化制氢技术的应用前景1.氢能源：氢能源被认为是未来清洁能源的重要形式之一，煤气化制氢技术可以为氢燃料电池提供高质量的氢气，推动氢能源的发展和应用。
2.化工行业：制氢是化工行业中的重要工艺之一，煤气化制氢技术的发展将在化工生产中实现更高效、更环保的氢气供应，推动化工行业的可持续发展。
3.电力产业：煤气化制氢技术可以将氢气与燃料电池相结合，实现绿色发电，减少对传统燃煤等能源的依赖，进一步提高电力产业的清洁程度。
四、煤气化制氢技术面临的挑战1.系统成本：目前，煤气化制氢技术的投资成本相对较高，包括设备、工艺等方面的投入，需要进一步降低成本，提高技术的经济可行性。
2.氢气储存和运输：由于氢气具有极高的扩散性和易燃性，其储存和运输过程存在一定的风险，需要解决氢气储运方面的技术难题。
3.碳捕集与碳排放：煤气化制氢技术在反应过程中会产生二氧化碳，如何实现碳捕集和减少碳排放是技术发展过程中需要面对的问题。
煤气化制氢
煤气化制氢摘要：煤气化制氢是一种利用化学反应将煤转化为氢气的过程。
这种技术可以通过将煤与水蒸气和氧气在高温下接触，产生一系列化学反应来实现。
煤气化制氢是一种可持续的替代能源技术，可以减少对传统石油和天然气资源的依赖，并对减少温室气体排放和改善空气质量具有重要意义。
本文将介绍煤气化制氢的工艺原理、应用领域和发展前景。
一、引言煤是世界上最丰富的化石能源之一，其加工利用一直是能源研究的热点。
传统上，煤被广泛用作发电燃料和工业燃料，但煤燃烧会产生大量的 greenhouse gas（温室气体）和空气污染物，对环境产生不可忽视的影响。
因此，煤气化制氢成为了替代能源的重要研究方向。
二、煤气化原理煤气化是将煤在高温下与氧气和水蒸气反应，产生一系列化学反应，从而生成合成气（syngas）。
合成气主要由氢气（H2）和一氧化碳（CO）组成。
这个化学反应可以通过以下步骤来描述：1. 煤与水蒸气发生干馏反应，产生一氧化碳和氢气。
2. 煤和氧气发生氧化还原反应，产生二氧化碳和热能。
3. 一氧化碳与水蒸气发生反应，生成二氧化碳和氢气。
4. 氢气与二氧化碳发生反应，产生甲烷和水蒸气。
三、煤气化制氢工艺煤气化制氢的工艺可以分为以下几个步骤：1. 煤的粉碎和洗选：首先，煤需要经过粉碎和洗选的处理，以获得理想的煤粉。
2. 煤气化反应器：煤粉与氧气和水蒸气一起进入高温煤气化反应器，进行化学反应。
3. 合成气分离：在化学反应中产生的合成气需要经过分离和净化处理，以获得纯净的氢气。
4. 储存和使用：纯净的氢气可以被储存在气体罐中，并用于供氢系统或其他应用领域。
四、煤气化制氢应用领域煤气化制氢技术可以应用于以下领域：1. 氢能源：煤气化制氢可以提供高纯度的氢气，用作燃料电池系统的供氢源。
氢能源是一种清洁、高效的能源来源，具有潜力成为未来能源的替代品。
2. 化学工业：合成气中的一氧化碳可以被用于制造合成石油、合成天然气和合成液体燃料等化工产品。
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准备投料。
三、装置开车及运行情况
2、2019年2月15日中班原始化工投 料：18:10分6号气化炉CD 烧嘴投料， 火炬18:24着火，火炬着火以后18:26分 投AB烧嘴。一次投料成功，标志着气化 装置进入试运行阶段。
三、装置开车及运行情况
3、原料煤使用
实际入炉 煤较全水高于 设计值、且波 动较大；灰分 低于设计值； 固定碳低于设 计值；灰熔点 低于设计值。
59
2# 5月24日-7月20日 57
8月20-至今
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三、装置开车及运行情况 5、气化炉停车次数统计
运行时间
炉号
次数 计划停车误操作 电气 仪表 烧嘴 设备 空分
h
6# 3864 5
2
5# 2664 3
2
4# 1392 1
1
3# 2832 2
1
2# 1368 1
目录
一、煤制氢及气化装置概况 二、气化装置建设情况 三、装置开车及运行情况 四、运行优化
一、煤制氢及气化装置概况
恒力石化（大连）炼化有限公司介绍
恒力2000万吨/年炼化一体化项目位于辽宁省大连市长兴岛临港工业园区，是国家 对民营企业开放的第一个重大民营炼化项目，也是新一轮东北振兴的战略项目。
项目建设以450万吨/年芳烃联合装置为核心的2000万吨/年炼油装置、化工装置和 公用工程、辅助生产设施及码头工程。
项目于2017年4月开工建设，2018年12月投料开车，2019年3月24日打通生产全 流程，5月17日全面投产，刷新了同行业同体量项目最快建设记录。
一、煤制氢及气化装置概况
恒力石化煤制氢项目介绍
架72018年2月陆续开始设备安装管 道预制，3月中旬开始管线焊接安装。
二、装置建设情况
5、 2018 年4月27日第 一台气化炉吊
装就位，5月 11日第六台气 化炉顺利吊装
就位。全面进
入设备安装阶
段。
6号炉吊装就位
4号炉吊装就位
1号炉吊装就位
5号炉吊装就位
4# 1392 1
1
3# 2832 6
1
5
2# 1368 1
1
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三、装置开车及运行情况
7、消耗情况 煤浆添加剂添加率2.25 ‰ ，分散剂添加率60-70ppm，絮凝剂添加率1ppm。
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三、装置开车及运行情况
效果：目前一系列PH7.12；二系列PH7.9。
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四、运行优化
2、气化开车灰氨氮偏高
开车以来一系列氨氮平均495.4mg/l,二系列平均494.9mg/l不能满足污水处理需要，污水处理要求灰 水氨氮小于300mg/l ；
采取的措施：经论证新上灰水预处理系统，氨氮降到300mg/l以下再送污水处理工段。
8、在线仪表投用率、仪表自控率、连锁投用率
四、运行优化
1、气化开车灰水槽PH偏低
气化2月15日开车，3月20开第二台以后PH出现偏低现象；7月17日前一系列平均5.73,二系 列平均5.91，给生产带来较大压力，后经过对PH偏低原因分析和总结，通过调整药剂配方、工艺 操作优化和相关技改措施，灰水PH得到有效控制。
1
2
1
1
1
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三、装置开车及运行情况 6、气化炉连投原因统计
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炉号
运行时 间h
次数
电气
仪表
烧嘴
设备
空分
6# 3864 5 1 1 2 1
5# 2664 5
1
系统；
真空过滤系统：设4台过滤机，4台干 燥机，一台过滤机对应一台干燥系统。
二、气化装置建设情况
1、恒力气化装置 2017年4月开始开槽放线 打桩，土建开始。
二、气化装置建设情况
二、气化装置建设情况
2、2017年 10月5日气 化框架混凝
土结构封顶。
二、气化装置建设情况
3、2017 年10月开 始气化框
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四、运行优化
3、灰水角阀下三通磨损
停车检查发现5台气化炉均不同程度出现黑水角阀下部扩散段磨损，5号 炉第一个周期出现磨穿现象；
采取的措施：经与阀门制造厂家、扩散段制造厂家沟通更换阀内件、重 新制作扩散段耐磨层。
效果：8月下旬日停5号炉检查效果较好。
为了满足重油加氢的需求，需建设最大能力为100万Nm3/h有效气的煤制氢 装置，以港口来的原煤为原料，生产氢气，并制备一部分本项目所需的甲醇、
醋酸等产品。
煤制氢项目，包括为空分装置8万Nm3/h、制氢装置50万Nm3/h、甲醇装置 70万t/a、燃料气甲烷化12万Nm3/h和醋酸装置。
一、煤制氢及气化装置概况
装置构成
煤浆制备系统9个系列，正常7开2备 ； 气化系统分列两个气化框架内，每个
气化框架设3套气化系统，一套烧嘴冷却水 系统；
两个渣水框架，每个渣水框架设3套煤 气初步净化及渣水处理系统；
一、煤制氢及气化装置概况
装置构成 每个渣水框架对应2台沉降槽，1台 灰水槽，一套高密度池，一套冷凝液汽提
四、运行优化
4、磨煤机进口漏煤浆处理
气化装置制浆单元磨机实际处 理能力在130-140T/h（湿基）左右， 设计单 95-105T/h(干基) 。 磨机处 于高负荷运转。生产以来暴露问题， 最为突出的是磨机入口管泄露，泄 露状态下 每天需清理磨机基座，泄 露比较严重时 清理次数较多。现场 卫生难以维持，设备工作环境 恶劣， 存在消防隐患，操作人员清理工作 量大。
3号炉吊装就位
2号炉吊装就位
二、装置建设情况
6、气化装置 共有设备733台 （套），含静设
备325台，动设 备408台，换热 器类52台，容器 类设备175台， 泵类设备238台。
三、装置开车及运行情况
1、 2018年 11月26日点 火原始烘炉，
2019年2月8 日18:40分6 号气化炉开
恒力石化气化装置简介
煤制氢煤气化装置技术采
用国内自主知识产权的四喷嘴
对置式水煤浆加压气化技术，
装置建设六套四喷嘴水煤浆加
压气化炉,气化炉直径3.88 米 ,5开1备模式运行。气化炉 操作压力6.5MPa，气化炉单 炉投煤量3000吨/天（干基）， 单炉具备20万Nm3/h有效气的 生产能力。
一、煤制氢及气化装置概况
四、运行优化
4、磨煤机进口漏煤浆处理
改造方案实施后， 磨机泄露明显减少， 设 备及基础积煤彻底消除， 同时减小了 废浆损失、 现场清理工作量和检修工 作量；降低了 易燃易爆 工作环境下的安全风险。
谢谢!
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三、装置开车及运行情况
4、气化炉运行时间统计
炉号
第一次
时间
天数
第二次
时间
天数
6# 2月15日-3月27日 40 5月11-9月16日
128
5# 3月20日-5月11日 52 6月23-8月21日
59
4# 3月30日-5月26日 58
3# 4月28日-6月23日 56 7月17-9月14日