焦炉煤气制氢工艺及问题讨论
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。
煤气化制氢技术发展面临问题与对策建议
煤气化制氢技术发展面临问题与对策建议煤气化制氢技术是一种将煤炭等碳质资源转化为氢气的高效能途径，对于实现清洁能源转型和减少温室气体排放具有重要意义。
然而，该技术在发展过程中面临着一些问题。
本文将重点探讨这些问题，并提出相关对策建议。
问题一：碳排放由于煤气化过程中碳的氧化生成了二氧化碳，该技术存在一定的碳排放问题。
如何有效减少碳排放，降低对环境的不良影响是当前亟待解决的问题。
对策建议一：碳捕获与储存技术引入碳捕获与储存技术可以有效地降低煤气化制氢过程中的碳排放量。
通过捕获二氧化碳并将其安全储存或利用，可以实现碳的闭环循环利用，减少对大气的排放。
对策建议二：开发新型煤气化反应剂研发新型煤气化反应剂，选择具有高效反应速率和选择性的催化剂，可以在一定程度上提高产氢效率并减少副产物的生成，从而减少碳排放。
问题二：能源消耗煤气化制氢过程需要大量的热能供应，这增加了能源的消耗，对可持续发展带来了一定的挑战。
如何降低能源消耗，提高制氢过程的能源利用效率是当前亟待解决的问题。
对策建议一：能源配置优化通过对能源配置的优化，合理选择能源供应方式和热能利用技术，可以降低能源消耗并提高能源利用效率。
例如，利用余热发电、充分利用内燃机烟气中的热量等方式，实现能源的高效利用。
对策建议二：技术改进与创新开展煤气化制氢技术的改进与创新，设计节能的反应器结构、优化工艺流程，并结合先进的控制技术，实现对制氢过程的精细调控，降低能源消耗。
问题三：产物处理煤气化制氢过程中产生的副产物，如一氧化碳、硫化物等会对环境和设备造成一定程度的污染和腐蚀，给后续的产物处理带来了一定的困难。
如何处理和利用这些副产物是当前亟待解决的问题。
对策建议一：副产物资源化利用优化煤气化制氢过程中的工艺参数以及产品分离纯化技术，实现对副产物的高效分离和回收利用。
例如，利用一氧化碳进行合成气的催化转化，将硫化物转化为有用的化学品等。
对策建议二：改善产物处理技术开发和改进高效、环保的产物处理技术，如将含硫废气进行脱硫处理，减少对设备的腐蚀和对环境的污染。
焦炉煤气制氢工艺流程
焦炉煤气制氢工艺流程焦炉煤气制氢工艺是一种用焦炉煤气为原料生产氢气的过程。
焦炉煤气是指焦炭燃烧产生的气体，主要成分是一氧化碳和氢气，含有少量的二氧化碳、氮气和其他杂质。
利用焦炉煤气制氢是一种高效、低成本的方法，可以用于工业生产、能源储存和环保等领域。
主要包括气体净化、变换反应、水煮和气体分离等步骤。
下面将详细介绍焦炉煤气制氢工艺的流程及各个步骤的原理和操作方法。
1. 气体净化焦炉煤气中含有杂质如硫化氢、苯、硫醛等，这些杂质会影响后续反应的进行，因此需要进行气体净化处理。
气体净化可以采用吸附剂或洗涤液来去除杂质，使焦炉煤气达到符合要求的纯度。
2. 变换反应气体净化后的焦炉煤气进入变换反应器，通过变换催化剂催化反应，将一氧化碳和水蒸气转化为氢气和二氧化碳。
变换反应是焦炉煤气制氢过程中的关键步骤，需要控制反应条件如温度、压力和催化剂性质等，以提高氢气产率和减少副产物。
3. 水煮变换反应产生的气体混合物经过冷凝和去除二氧化碳后，进入水煮塔。
在水煮塔中，气体混合物与热水接触，使氢气与水反应生成氢气和热能。
水煮塔的目的是通过水煮反应增加氢气的纯度和产量。
4. 气体分离水煮后得到的气体混合物含有水蒸气和氢气，需要进行气体分离。
气体分离可以采用冷凝、压缩、吸附和膜分离等方法，将氢气从水蒸气和其他气体分离出来，得到高纯度的氢气。
总结起来，焦炉煤气制氢工艺流程包括气体净化、变换反应、水煮和气体分离四个步骤。
通过这些步骤的组合应用，可以高效地生产出高纯度的氢气，满足不同领域的需求。
焦炉煤气制氢是一种成熟的工艺，具有较高的经济效益和环保性，是未来氢能源发展的重要途径之一。
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。
将吸附杂质冲洗干净，做好冲压准备，利用预处理器在变温吸附工艺应用过程中，对塔进行吸附，逆向放压，增加温度，温度冷却后压力增加，脱氧干燥工艺应用，是利用催化反应将适量的催化剂加入吸附杂质[1]。
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)前言吸附分离是一门古老的学科。
早在数千年前，人门就开始利用木炭、酸性白土、硅藻土等物质所具有的强吸附能力进行防潮、脱臭和脱色。
焦炉煤气变压吸附制氢工艺流程
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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制氢系统是一种常见的工业气体制备技术，可以通过催化转化焦炉煤气中的可燃气体产生高纯度的氢气。
在现代工业中，氢气被广泛应用于合成氨、石油加氢、金属加工和电力等领域。
为了提高焦炉煤气制氢系统的氢气产量，需要进行系统的优化分析，以确保系统性能的最大化。
首先，进行焦炉煤气的成分分析是优化分析的第一步。
焦炉煤气主要由一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）、氢气（H2）、甲烷（CH4）和其他杂质组成。
分析焦炉煤气的成分可以确定煤气中各种气体的含量，为后续的优化分析提供基础数据。
其次，根据焦炉煤气的成分分析结果，进行催化转化反应器的优化设计。
催化转化反应器是焦炉煤气制氢系统的核心设备，通过催化剂的作用，将焦炉煤气中的可燃气体转化为氢气。
催化剂的选择、反应温度和压力等变量都会对系统的氢气产量产生影响。
通过优化催化转化反应器的设计，可以提高系统的氢气产量和效率。
接下来，考虑废热回收和再利用。
焦炉煤气制氢系统在反应过程中会产生大量的废热，如果不进行回收和再利用，将会导致能源的浪费。
通过设计合理的废热回收系统，可以将废热用于蒸汽发生器或制冷系统等其他能源需求设备中，提高系统的能源利用效率。
此外，考虑气体分离和净化技术的应用。
焦炉煤气中除了含有有价值的氢气外，还包含了其他的不纯物质，如硫化氢（H2S）和苯（C6H6）等有害气体。
通过适当的分离和净化技术，可以将这些有害气体去除，提高氢气的纯度和质量。
同时，对于高纯度氢气的应用场景，如半导体制造等，可以采用进一步的分离和净化技术，提高氢气的纯度。
最后，考虑系统的运行与维护。
对于优化的焦炉煤气制氢系统，运行与维护也是非常重要的环节。
系统运行过程中，需要对催化剂进行定期更新和维护，并检查反应器和其他关键设备的运行状态。
此外，建立有效的安全措施和监测系统，确保系统的安全稳定运行。
综上所述，焦炉煤气制氢系统的氢气产量优化分析需要从焦炉煤气的成分分析开始，通过催化转化反应器的优化设计、废热回收和再利用、气体分离和净化技术的应用以及系统的运行与维护等方面进行综合考虑。
焦炉气制LNG联产氢气技术及经济性分析
焦炉气制LNG联产氢气技术及经济性分析背景介绍：随着天然气的开发和利用的不断推进，氢能作为清洁能源的代表之一逐渐受到关注。
焦炉气作为一种矿产资源具有丰富的氢气含量，因此焦炉气制LNG联产氢气技术成为一种可行的利用方式。
LNG联产氢气技术原理：焦炉气制LNG联产氢气技术利用焦炉气中的氢气进行裂解，将其转化为氢气和其他有价值的副产品，其中包括液化天然气(LNG)。
该技术通过高温和催化剂的作用，使得焦炉气中的氢气分子解离成为自由的氢气原子，并与其他气体重新组合形成氢气。
经济性分析：1.氢气是一种重要的化工原料，广泛应用于石油炼制、化肥生产、金属加工等领域。
通过焦炉气制LNG联产氢气技术，可以将其作为一种副产品生产，提高对焦炉气的综合利用水平，降低原料成本。
2.焦炉气制LNG联产氢气技术可实现对焦炉气高效利用，提高能源利用率。
相比传统焦炉气处理方式，该技术能够同时生产出更多的有价值产品，如LNG等。
3.该技术可以将焦炉气中的有害气体进行转化和催化，减少对环境的污染和危害。
通过联产氢气，焦炉气中的其他废气也能得到有效处理，提高环保性能。
然而1.技术难度较大，需要高温和特殊的催化剂。
由于高温条件下的操作和维护困难，技术实施的成本较高。
2.焦炉气制LNG联产氢气技术还处于研发和推广阶段，相应的设备和工艺尚未完全成熟。
因此，技术的商业化应用还需要时间和投入。
综合以上因素，焦炉气制LNG联产氢气技术在目前来看具有一定的经济可行性和市场潜力。
然而，由于技术问题和市场需求的不确定性，还需要进一步的研究和实践来提高该技术的可行性和竞争力。
总结：焦炉气制LNG联产氢气技术作为一种综合利用焦炉气的方式，具有一定的经济可行性和环境效益。
通过该技术能够同时生产出LNG和氢气等有价值产品，提高能源利用率和对焦炉气的综合利用水平。
然而，该技术还需要进一步的研发和推广，以克服技术难题和提高商业化水平。
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）通过气体供应去除吸收成分；（3）完成脱硫工艺；（4）借助PSA技术完成清洁任务，达成交付目标。
在焦炉煤气制氢工艺过程中，工作人员需要遵循技术参数为：（H2）≥99.9%，压力≥1.6MPa，温度≤50℃，且保证产出氢气产品质量符合规范要求（如表1）。
杂质O2COCO2H2OS/10-6≤30≤0.1≤10≤50≤0.1杂质C1————————M g/m³≤0.1————————表1 氢气产品的杂质要求1.工艺问题根据目前的焦炉煤气制氢运行实际情况，可以发现已经存在的工艺问题如下：（1）进料气体中的氧气设计条件不符合实际数据要求；在工艺装置预设计环节，工作人员需要根据实际数据设计进料气体中的O2参数，控制器参数为0.43%；但是在实际制氢工艺流程中，一些工作人员没有对该气体进行处理，且没有及时管控氧气含量高于3.6%的气体进行处理，从而产生潜在安全隐患。
焦炉煤气制氢工艺流程
焦炉煤⽓制氢⼯艺流程⼀、引⾔随着全球能源结构的调整和环保要求的不断提⾼，氢⽓作为⼀种清洁、⾼效的能源，正⽇益受到⼈们的关注。
焦炉煤⽓作为钢铁⾏业的主要副产品，其⾼效利⽤和转化已成为⾏业研究的重点。
焦炉煤⽓制氢技术，不仅能有效回收利⽤煤⽓中的有效成分，还能为社会提供清洁的氢⽓能源，具有显著的环保和经济效益。
⼆、焦炉煤⽓成分与特性焦炉煤⽓主要由氢⽓、甲烷、⼀氧化碳等组成，其中氢⽓含量约为55%-60%，具有较⾼的热值。
通过焦炉煤⽓制氢，可以将煤⽓中的氢⽓提取出来，并转化为⾼纯度的氢⽓，满⾜⼯业和⽣活⽤氢的需求。
三、焦炉煤⽓制氢⼯艺流程焦炉煤⽓制氢⼯艺流程主要包括煤⽓净化、氢⽓提取和氢⽓纯化三个步骤。
1.煤⽓净化：由于焦炉煤⽓中含有⼤量的焦油、萘、硫等杂质，需要先进⾏净化处理。
净化过程主要包括除尘、脱硫、脱苯等步骤，以保证后续氢⽓提取和纯化的顺利进⾏。
2.氢⽓提取：净化后的焦炉煤⽓进⼊氢⽓提取阶段。
⽬前常⽤的氢⽓提取⽅法有蒸汽转化法、部分氧化法和⾃热转化法等。
这些⽅法都能有效地将煤⽓中的氢⽓提取出来，形成富含氢⽓的混合⽓体。
3.氢⽓纯化：提取出的富含氢⽓的混合⽓体需要进⼀步纯化，以满⾜不同⽤途对氢⽓纯度的要求。
氢⽓纯化⽅法主要有压⼒吸附法、低温液化法和膜分离法等。
这些⽅法能有效去除混合⽓体中的杂质，得到⾼纯度的氢⽓。
四、技术经济分析焦炉煤⽓制氢技术具有显著的经济效益和环保效益。
⼀⽅⾯，通过该技术可以有效回收利⽤焦炉煤⽓中的有效成分，减少资源浪费；另⼀⽅⾯，制得的氢⽓作为⼀种清洁能源，可⼴泛应⽤于化⼯、冶⾦、电⼒等领域，具有⼴阔的市场前景。
此外，焦炉煤⽓制氢过程中产⽣的副产物也可以进⼀步回收利⽤，形成循环经济。
五、发展趋势与挑战随着环保要求的不断提⾼和清洁能源的快速发展，焦炉煤⽓制氢技术正⾯临着巨⼤的发展机遇。
未来，该技术将朝着更⾼效、更环保的⽅向发展。
同时，也需要解决⼀些技术难题，如提⾼氢⽓提取和纯化的效率、降低能耗和排放等。
焦炉煤气制氢工艺流程
焦炉煤气制氢工艺流程随着社会对清洁能源的需求不断增加，氢能作为一种清洁能源备受瞩目。
而焦炉煤气制氢技术作为一种有效的氢能生产方式，受到了广泛关注。
焦炉煤气制氢工艺是指利用焦炉废气对焦化煤气进行蒸汽重整，产生高纯度氢气的一种生产方式。
下面将详细介绍焦炉煤气制氢的工艺流程。
一、焦炉煤气制氢的原理焦炉是将煤炭加热至高温进行干馏，产生焦炭、焦炉气和焦油等产品的设备。
焦炉废气中含有大量的一氧化碳和氢气，可以作为原料用于制氢。
该工艺流程利用了蒸汽重整法来转化含碳气体（一氧化碳和甲烷）成氢气和二氧化碳。
整个过程是一个热力学平衡的过程，同时需要一定的催化剂来提高反应效率。
利用高温蒸汽与一氧化碳发生水煤气反应生成氢气和二氧化碳，同时需要隔绝甲烷的反应，以保证氢气的纯度。
由此，得到高纯度的氢气，是能源的重要来源。
二、焦炉煤气制氢的工艺流程1. 原料准备焦炉煤气制氢的原料主要包括焦炉煤气和蒸汽。
焦炉煤气是焦化过程中产生的含有一氧化碳、氢气、一氧化碳、氮气等成分的气体，含氢量较高。
蒸汽则是从水中蒸发得到的水蒸气，以一定的流量、压力进入反应器。
2. 预处理在反应前，需要对焦炉煤气进行预处理，其中包括净化、除尘、除湿等阶段。
这是为了保证反应器内的气体纯度和稳定性。
3. 蒸汽重整蒸汽重整是焦炉煤气制氢工艺的核心步骤。
反应器内的蒸汽和焦炉煤气在一定的温度和压力下，通过催化剂的作用，发生水煤气反应，产生氢气和二氧化碳。
反应的主要化学方程式如下：CH4 + H2O → CO + 3H2CO + H2O → CO2 + H2这一步骤需要控制好反应温度和压力，以及催化剂的选择和使用，来保证反应的效率和产物的纯度。
4. 分离和回收在经过蒸汽重整后，需要将产生的氢气和二氧化碳进行分离和回收。
通常采用物理吸附或化学吸附的方法来实现氢气和二氧化碳的分离，以获得高纯度的氢气。
5. 氢气储存最后，得到的高纯度氢气需要进行储存。
通常采用压缩氢气或者液化氢气的方式进行储存。
煤气化制氢工艺改进与设备优化策略
煤气化制氢工艺改进与设备优化策略煤气化制氢工艺的改进与设备的优化是当前能源领域研究的热点之一。
随着对清洁能源的需求日益增长，如何提高煤气化制氢的效率、降低能源消耗和环境污染，成为了当今工程技术和研发部门亟待解决的问题。
本文将对煤气化制氢工艺的改进及设备的优化策略进行探讨。
一、工艺改进1.1 采用高效催化剂催化剂的选择对煤气化制氢的效率和产气质量起着关键作用。
目前，常用的催化剂有硫化镍、钼或铁等。
为了提高制氢效率和降低操作成本，研究人员正在探索新型的高效催化剂，如基于过渡金属和稀土元素的复合催化剂。
这些催化剂不仅能够提高制氢的反应速率，还能够提高制氢的选择性，减少有害物质的生成。
1.2 优化催化剂反应条件催化剂反应条件的优化也是提高煤气化制氢效率的重要手段之一。
通过调整反应温度、压力和料气比等参数，可以改善催化剂的活性和稳定性，提高制氢反应的收率和选择性。
同时，通过优化反应器的结构和操作方式，可以降低反应器的压降，提高气体流动性，进一步提高制氢效率。
1.3 开发高效分离技术制氢过程中，产生的气体中常含有大量的杂质和固体颗粒。
为了提高氢气的纯度和质量，必须进行分离和净化。
传统的分离技术如吸附、膜分离和冷凝等存在能耗高和设备复杂的问题。
因此，研究人员正在探索新型的高效分离技术，如电化学分离和离子液体膜分离。
这些技术具有能耗低、设备简单和分离效果好等优点，有望在工业应用中得到推广。
二、设备优化策略2.1 设备模拟与优化通过对煤气化制氢过程进行设备模拟与优化，可以帮助工程师和研发人员更好地理解和优化工艺。
采用计算流体力学（CFD）方法，可以对反应器、分离器等设备进行模拟分析，探究气固两相流动、传热和质量转移过程，并优化器件结构与工艺参数的匹配，从而提高设备性能和运行效率。
2.2 确保设备可靠与安全煤气化制氢工艺通常在高温高压环境下进行，设备的可靠性和安全性是非常重要的。
在设计和运行过程中，应充分考虑设备的强度、耐腐蚀性和防爆措施，确保设备的正常运行和人身安全。
焦炉煤气变压吸附提氢典型工艺及选择
不同行业对氢气纯度和产量的要求不同， 工艺选择需考虑产品纯度和产量的要求。
设备投资和运行维护
不同工艺的能耗和成本不同，工艺选择需 考虑经济性因素。
设备投资和运行维护也是工艺选择需要考 虑的因素。
不同工艺的比较和选择
变压吸附法
变压吸附法是一种常用的提氢工艺，具有产品纯 度高、能耗低等优点，适用于从焦炉煤气中提取 高纯度氢气。
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03
典型焦炉煤气变压吸 附提氢工艺流程
工艺流程一：预处理+变压吸附提氢
预处理
对焦炉煤气进行预处理，除去其中的杂质，如水分、硫化物 、氮化物等。
变压吸附提氢
利用变压吸附技术，从预处理后的焦炉煤气中提取氢气。
工艺流程二：变压吸附提氢+深冷分离
变压吸附提氢
从焦炉煤气中提取氢气。
深冷分离
将变压吸附提氢后的气体进行深冷分离，得到高纯度的氢气。
前景
随着环保要求的提高和能源结构的调整，焦 炉煤气变压吸附提氢技术将具有更加广阔的 应用前景，未来将不断改进和完善工艺技术 ，实现更加高效、环保的能源利用。
06
结论与展望
研究结论
经过对各种焦炉煤气变压吸附 提氢典型工艺的比较和分析， 可以得出以下结论
采用预处理+变压吸附提氢工艺 可以获得较高的氢气纯度和回 收率，同时工艺流程简单，易 于操作和维护。
适应性强
焦炉煤气成分复杂，含有多种 气体成分，变压吸附技术可实 现对其中氢气的有效分离和纯 化，适用于多种不同来源的焦
炉煤气。
环保性好
变压吸附提氢技术不产生废水、废 渣等污染物，可实现清洁生产。
经济性高
变压吸附提氢技术具有较高的能源 利用率和较低的运行成本，可实现 氢气的低成本生产。
焦炉煤气变压吸附制氢工艺探讨
焦炉煤气变压吸附制氢工艺探讨煤焦油加氢技术中，提氢工艺是一种相当成熟的一种工艺，可以提取99.99%纯度的氢气。
焦炉煤气PSA制取16000Nm³/h氢气是由四川省化工设计院设计建设。
本装置以焦炉煤气为原料，通过粗脱、压缩、预处理以及两段变压吸附的工艺来进行产品氢气的提纯，该装置与焦油加氢装置配套，达到节能降耗、提高综合经济效益的目的。
本装置界区内按照功能可以分为三区，一是煤气净化区，二是压缩机厂房区，三是PSA设备区。
压缩机厂房有螺杆压缩机两台，煤气净化区有脱焦油，脱硫工序、粗脱工序、预处理工序组成，PSA设备区分别独立。
在PSA设备区，两排吸附塔及解吸气缓冲罐、顺放气罐、氢气缓冲罐等基本沿“一”字形排列在界区。
本装置的整个生产过程（吸附与再生）工艺切换过程均通过程控阀门按一定的工艺步序和顺序进行开关来实现的。
（一）、粗脱工序，粗脱工序主要由3台粗脱塔组成，2台运行，1台备用，其主要作用是将原料煤气中的萘含量从380mg/Nm³降至10mg/Nm³，必要时可采用3台同时运行的程序。
粗脱塔内装填有高效吸附剂。
粗脱的步序为：吸附过程、加热再生过程、吹冷过程。
两台粗脱塔交替进行吸附和再生，达到连续工作的目的。
（二）、预处理工序，预处理工序主要由2台除油塔、3台预处理塔和1台再生气加热器组成。
除油塔的作用是除去压缩机带出的油，避免油进入预处理塔，污染吸附剂，2台除油塔，1用1备。
预处理塔的主要作用是利用吸附剂的选择性，脱除煤气中的苯、萘、焦油、NH3、H2S等杂质。
预处理塔采用2台吸附、1台再生的步骤进行操作。
具体步骤为：吸附过程、降压过程、加热过程、冷却过程、升压过程。
（三）、PSA工序，变压吸附工序第一段PSA-I采用8-2-3分组抽真空流程，即装置的8个吸附塔中有2个吸附塔始终处于进料吸附的状态。
其吸附和再生工艺过程由吸附、连续3次均压降压、顺放、逆放、抽真空、预升压、连续3次均压升压和产品最终升压等步骤组成。
焦炉煤气制氢工艺技术选择
焦炉煤气制氢工艺技术选择
焦炉煤气制氢是一种常见的工艺技术，可以将焦炉煤气转化为高质量的氢气。
在这种工艺中，焦炉煤气首先经过预处理后，再进行蒸汽重整反应，生成氢气。
选择适合的焦炉煤气制氢工艺技术对于提高氢气的产率和质量至关重要。
首先，我们需要选择焦炉煤气的预处理工艺。
焦炉煤气中含有一定的硫化氢和苯等有害物质，需要进行脱硫和脱苯处理。
常见的脱硫和脱苯方法包括洗涤法、吸附法和催化氧化法等。
选择合适的预处理工艺可以有效地提高氢气的纯度和质量。
接下来，我们需要选择蒸汽重整反应工艺。
蒸汽重整反应是将焦炉煤气中的一氧化碳和水蒸汽在催化剂的作用下反应生成氢气的过程。
常见的蒸汽重整反应工艺包括常压重整法和低压重整法。
常压重整法适用于高负荷和高纯度要求的工艺，而低压重整法适用于低负荷和低纯度要求的工艺。
选择合适的蒸汽重整反应工艺可以提高氢气的产率和纯度。
此外，还需要考虑废热回收和电力利用等方面。
焦炉煤气制氢过程中会产生大量的废热，如果能够有效地回收和利用这些废热，可以提高能源利用效率。
同时，将废热用于汽轮机发电，可以实现电力利用，减少外部能源消耗。
综上所述，选择适合的焦炉煤气制氢工艺技术可以提高氢气的产率和质量，同时实现能源的高效利用。
在选择工艺技术时，需要考虑预处理工艺、蒸汽重整反应工艺以及废热回收和电力利用等方面，以满足不同工艺条件和要求。
通过合理选择和优
化工艺技术，可以推动焦炉煤气制氢工艺的高效发展，并为氢能产业的发展做出贡献。
焦炉煤气制氢工艺存在的问题和应对方案
中 图分 类号 ： Ｆ ５ Ｔ ０５ 文 献标 志码 ： Ａ 文章 编 号 ：６ ３ ４ ０ （Ｏ ０ Ｏ… ００ － ０ １ ７— ６ ２ ２ １ ） ３ １８ ５ －
ｎｅ ｅ ｓ ｒ ． ｃ ｓ ａ ｙ
Ｋｅ ｒ ｓ ｅｌ ｙ ｅａ ｎ ａｉ ｇ ｆ ｒ ａ ｅ ｈ ｄ ｏ ｅ ｃ ｋ ｖ ｎ ｇ ｓ ｐ ｒｔ ； ｒ ｓ ｕ ｅｓ ｉｇ ａ — ｙｗｏ ｄ ：ｂ ｌ ｔ ｐ ｎ ｅ ｌ ｕ ｎ ｃ ； ｙ ｒ ｇ ｎ； ｏ ｅ ｏ ｅ ａ ； ｕ ｉｙ ｐ ｅ ｓ ｒ ｗ ｎ ｄ — ｎ
ｓ ｒ ｔｏ （ Ｓ ｏ ｐ ｉｎ Ｐ Ａ）
在 冶金 企业镀 锌生 产和 全氢光 亮罩 式退 火炉生 产过 程 中 ， 需要 大量 的纯氢气 （９９９ ）而 氢气 的制 ９．９ ． 取方 法很 多 ， ： 电解 制 氢 、 如 水 水煤气 制氢 、 油热裂 的合成 气 和天然气 制氢 、 石 焦炉 煤气 制氢 、 电解食 盐水 制
韩荟 瑾
（ 山东劳动职业技术学院 机械ｌ 程系 ， Ｔ 济南 ２ ０ ２ ） ５ ０ ２
摘
要： 在冶金工业全氢光亮钟 罩式退火 炉生产 中 ， 需用大量的纯氢气． 氢气的制取方法很多 ， 最经济 、 实用 最
的制氢方法应 为从 焦 炉 煤 气 中 制取 纯 氢 气 ， 即利 用 变 压 吸 附技 术 从 焦 炉煤 气 中提取 纯氢 气 ， 纯度 可达 ９ ．９ ． ９ ９ ９ 前提是提供 的焦炉煤气参数必须达到制氢压缩机的洁净度要求 ， 保证制氢系统的正常运行． 在短时
焦炉煤气制氢新工艺
焦炉煤气变压吸附制氢新工艺的开发与应用焦炉煤气变压吸附(PSA)制氢工艺利用焦化公司富余放散的焦炉煤气，从杂质极多、难提纯的气体中长周期、稳定、连续地提取纯氢，不仅解决了焦化公司富余煤气放散燃烧对大气的污染问题;而且还减少了大量焦炭能源的耗用及废水、废气、废渣的排污问题；是一个综合利用、变废为宝的环保型项目；同时也是一个低投入、高产出、多方受益的科技创新项目。
该装置首次采用先进可靠的新工艺，其经济效益、社会效益可观，对推进国内PSA技术进步也有重大意义。
1942年德国发表了第一篇无热吸附净化空气的文献、20世纪60年代初，美国联合碳化物(Union Carbide)公司首次实现了变压吸附四床工艺技术工业化，进入20世纪70年代后，变压吸附技术获得了迅速的发展。
装置数量剧增，装置规模不断扩大，使用范围越来越广，主要应用于石油化工、冶金、轻工及环保等领域。
本套大规模、低成木提纯氢气装罝，是用难以净化的焦炉煤气为原料，国内还没有同类型的装置，并且走在了世界同行业的前列。
1、焦炉煤气PSA制氢新工艺。
传统的焦炉煤气制氢工艺按照正常的净化分离步骤是：焦炉煤气首先经过焦化系统的预处理，脱除大部分烃类物质；经初步净化后的原料气再经过湿法脱硫、干法脱萘、压缩机、精脱萘、精脱硫和变温吸附(TSA)系统，最后利用PSA制氢工艺提纯氢气，整个系统设备投资大、工业处理难度大、环境污染严重、操作不易控制、生产成本高、废物排放量大，因此用焦炉煤气PSA制氢在某种程度上受到一定的限制，所以没有被大规模的应用到工业生产当中。
本装置釆用的生产工艺是目前国内焦炉煤气PSA制氢工艺中较先进的生产工艺，它生产成本低、效率高，能解决焦炉煤气制氢过程中杂质难分离的问题，从而推动了焦炉煤气PSA制氢的发展。
该工艺的特点是：焦炉煤气压缩采用分步压缩法、冷冻净化及二段脱硫法等新工艺技术。
1.1工艺流程。
PSA制氢新工艺如图1所示。
该裝罝工艺流程分为5个工序：A、原料气压缩工序(简称100#工序)，B、冷冻净化分离(简称200#工序），C、PSA-C/R工序及精脱硫工序（简称300#工序），D、半成品气压缩（简称400#工序）E、PSA-H2工序及脱氧工序(简称500#工序）。
焦炉煤气生产lng余气制氢工艺流程
焦炉煤气生产LNG余气制氢工艺流程随着化工工业的发展，氢气已经成为一种重要的能源和化工原料。
而焦炉煤气生产LNG（液化天然气）过程中产生的余气，可以通过合理的工艺流程转化为高纯度的氢气，具有重要的经济和环保意义。
本文将介绍焦炉煤气生产LNG余气制氢的工艺流程及其原理。
一、焦炉煤气生产LNG的余气组成及特点1. 余气组成焦炉煤气生产LNG的余气主要包括CO、CO2、CH4、H2和其他杂质气体，其中CO和CO2含量较高，CH4和H2含量较低，同时还含有少量的硫化氢、氨等有害气体。
2. 特点焦炉煤气生产LNG的余气具有高热值、低温、高烟气含量等特点，同时由于含有大量的CO和CO2，因此需要经过一系列的处理和转化才能得到高纯度的氢气。
二、焦炉煤气生产LNG余气制氢工艺流程1. 粗气处理首先对焦炉煤气生产LNG的余气进行粗气处理，包括除酸、除水、除尘等工艺，以保证后续制氢过程的稳定进行。
2. 变换反应经过粗气处理后的余气进入变换反应器，利用变换催化剂将CO和水蒸气转化为CO2和H2，即进行水煤气变换反应。
3. 吸附分离通过吸附剂对变换反应产物进行分离，得到高纯度的H2气体，并且可以实现CO2的再循环利用，提高氢气的产率。
4. 催化裂解可根据实际情况考虑采用催化裂解技术进一步提高H2产率。
5. 精气制备通过精气制备装置将得到的高纯度H2气体进行精制和纯化，以满足不同工艺和产品的要求。
这是焦炉煤气生产LNG余气制氢的工艺流程及原理，通过合理的工艺设计和操作控制，可以实现对焦炉煤气生产LNG余气的高效利用，提高生产效率，降低能源消耗，并且减少环境污染，具有重要的经济和社会价值。
需要指出的是，考虑到生产中的实际情况和技术水平，实际操作中可能会有所不同，需要根据具体情况进行调整和优化。
希望能够对相关工程技术人员和决策者提供一定的参考和借鉴价值。
随着焦炉煤气生产LNG余气制氢技术的不断完善和发展，其在工业生产中的应用也越来越广泛。
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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 与提 纯 。
吸 附 容 量
吸 附 （ Ｓ ， 而 氢 气 精 制 系 统 也 为 变 温 吸 附 Ｐ Ａ） （ Ｓ ，可用 焦炉煤 气 制取 ９ ． ９ Ｔ Ａ） ９９ ％的氢气 。 ９
量 逐 渐 增 大 。变 压 吸 附正 是 利 用 吸 附 剂 的这 段 特
分 压
性来 实 现吸 附与解 吸 的 。吸 附剂在 常 温高 压 ｆ Ａ点） 下大 量 吸附原 料 气 中除氢 以外 的 杂质组 分 ，然 后 降 低杂 质 的分 压 ｆ Ｂ点 ）使 各 种 杂 质得 以解 吸 。在 到 实 际 应 用 中一 般 依 据 气 源 的组 成 、压 力 及 产 品 要
用不 同温度 下 的吸 附等 温线 来 描 述 这 一关 系 ， 如 图 ｌ 示 。从 Ｂ Ｃ 和 Ａ Ｄ 可 以 看 出 ： 在 压 力 所 — —
一
定 时 ，随着 温度 的升 高 吸附容 量逐 渐减 小 。变 温 吸附所 利用 的正 是吸 附剂 的这段 特 性 。从 Ｂ —Ａ 可
以看 出 ：在 温 度 一 定 时 ，随着 压 力 的 升 高 吸 附容
２ １ ３月 ０１ 年 第 ４ ２卷 第 ２期
Ｆ ｅ ＆ Ｃ ｅ ｃｌ ｒｃｓｅ ｕ１ ｈｍｉａ Ｐｏｅｓｓ
燃 料 与 化 工
４１
焦 炉 煤 气 制 氢 工 艺及 问题 讨 论
王 军 亮 白维 嵩 王 博
摘
（ 台 旭 阳 煤 化 工 有 限 公 司 ，邢 台 邢
０４ ０ ５ ０ ０）
ａ ｅｐｕ ｏ ｗａ ｄ ｒ ｔｆｒ ｒ ． Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ：Ｃｏ ｅｏ ｅ ａ Ｐｒ ｓ ｕ ｅｓ ｎｇａ ｓ ｒ ｔｏ Ｃｒ ｄ ｎ ｏ ｙ ｒ ｒ ｆｎｉｇ ｄｓ ｋ ｖ ｎｇ ｓ ｅ ｓ ｒ ｗｉ ｄ ｏ ｐ ｉ ｎ ｕ ｅｂｅ ｚ ｌｈ ｄ ｏ ｅ ｎ ｉ
要 ：变 压 吸 附 技 术 能 从 焦 炉 煤 气 中分 离 出 高 纯 度 氢 气 ，该 技 术 因工 艺 简 单 、投 资 少 、操 作 方 便 而成 为焦 炉煤
气 分 离 氢 气 的主 导 技 术 。介 绍 了焦 炉 煤 气 吸 附制 氢 的 生 产 过 程 及 工 作 原 理 ，对 装 置 特 点 进 行 了评 述 ，并 对 运 行 中 出现 的 问题 进 行 了分 析 ． 同时 提 出 了相 应 的 处 理 措 施 。 关 键 词 ：焦 炉 煤 气 变压吸附 粗 苯 加 氢
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 （ Ｓ ， 制 氢 系 统 为 变 压 Ｔ Ａ）
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
中 图分 类号 ：Ｔ ５ ２ ２ Ｑ ２． ６
文 献 标 识 码 ：Ａ
文 章 编 号 ：１０ — ７９ （０ １ ２ ０ ４ — ３ ０ １ ３ ０ ２ １ ）０ — ０ １０
Ｐｒ ｃ ｓ ｆｈｙ ｏ ｅ ａ ｉ ｔ ｃ ｋ ｖ ｎ ｇ ｓａ ｄ ｐｒ ｂ ｅ ｉｃ ｓ ｉ ｎ ｏ ｅ ｓｏ ｄｒ ｇ ｎ ｍ ｋ ｎｇ ｗｉｈ ｏ ｅ ｏ ｅ ａ ｎ ｏ ｌ ｍ ｄ ｓ ｕ ｓｏ