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。

2.5装置特点：

本装置选用国内研制成功的新型催化剂和先进的工艺流程及设备，能有效的降低生产成本和能耗，提高了装置运转的可靠性。

2.5.1煤储运装置的特点

2.5.1.1贮煤方式：

本装置以干煤棚贮煤与露天堆场贮煤相结合，其中干煤棚可贮煤约5000吨，可供气化装置连续运行约10天，再考虑露天堆场的贮煤量，总贮煤量可供运行15天左右。同时干煤棚的半封闭结构有利于空气流通，其内部的倒运设备连续的运行操作均大大降低了煤堆自燃发生的可能性。

2.5.1.2运煤系统及筛分设备：

⑴输煤系统采用单路输送气化用煤；

⑵系统采用集中操作方式，同时在控制室显示。系统的主要设备之间采用联锁方式控制，逆流开车，顺流停车。也可切换为单机操作，在系统线路上设置判断故障保护装置。各调设备兼有就地手动开关，以便单机调试。

⑶在带式输送机沿线每隔40米安装一组有能复位的双向拉绳开关，置于带式输送机沿运行通道内侧的适当位置。当带式输送机出现故障时，操作人员可在带式输送机的任何部位拉动拉绳开关，切断电源使设备停车；此外当发出开车信号后，如现场不允许开车，也可以拉动拉绳开关，制止起动，避免发生设备和人身事故。

⑷运煤系统的带式输送机选用Y 系列三相异步电动机与DCY 型硬齿面圆锥圆柱减速机配合的驱动装置，优点为转动惯量大，强度高，且维修时更换零部件方便。

⑸煤的计量通过在带式输送机上安装的电子皮带秤来完成，便于正常生产时成本等技术经济指标的统计和核算。

⑹在煤栈桥中转站的筛分楼顶面设置了除尘系统，既改善了现场的操作环境，排放气质量也达到了环保要求。

2.5.2造气装置的特点

2.5.2.1造气炉炉型：

根据用气量、制氢成本等因素，本装置选择φ2.8米的固定床间歇煤气炉。9台炉子（8开1备）可满足生产30000Nm3/h氢气的要求。

2.5.2.2造气流程的选用：

制气工艺流程等同于一般煤化工企业造气流程，九台φ2800造气炉以四炉为一组，中间位置的5#炉可切换并入任何一个炉组。每个炉组共用一台风机、一台煤气显热回收器（热管式锅炉），水煤气经由显热回收器、煤气总管和洗气塔进入气柜；共三台空气鼓风机，可相互切换替用；共两组油泵站，每炉组配置一套；原料自煤库、筛分装置由输送带送到四楼，经输送带皮带秤计量后入各炉的料仓，由各炉的加煤机加入炉中；气柜采用容积一万方的三节钟罩式的湿式气柜，三节钟罩全升起时气柜静压约400mm 水柱。

为提高入炉蒸汽的分解率，降低蒸汽和煤消耗，所有入炉蒸汽均采用过热蒸汽，蒸汽的过热热源来自煤气本身的热量。

2.5.2.3造气三位一体DCS综合控制系统的应用

造气工序采用先进的三位一体DCS综合控制系统：

⑴采用“机电一体化自动加煤技术”，每天可减少因人工加煤造成的单炉停炉时间约60分钟，既增加了造气炉的有效制气时间又减少或避免了造气炉的显热损失，使造气生产的安全得到了保证；同时应用自动加煤后可使造气生产中每个循环减少纯吹风时间约3秒钟左右，这既能节煤，又能增加产气量。另外机电一体化自动加煤改人工集中大量加煤（1200kg左右）为每个循环下吹阶段少量加煤（每次75kg 左右），这样使煤燃烧更充分，灰渣的残炭量大幅下降，降低了煤耗。

⑵采用造气生产综合优化控制技术，实现煤造气生产过程的程序控制、阀位检测和报警连锁，实现自动加煤的炭层高度和加煤量控制，实现自动下灰及炉盘转速和下灰量的控制，实现吹风时间及上、下吹制气时间和入炉蒸汽流量及蒸汽分解率的优化控制，实现水夹套及汽包液位自动调节，实现鼓风机和油压系统的管理、报警和联锁，最终达到煤造气整个系统的稳产、高产、低耗和安全，确保了造气炉况的优化与稳定，降低了单位产品的煤耗，节能效果明显。

⑶采用完善可靠的油压控制系统，实现油压控制阀门的快速切换，延长了有效的制气时间，提高了单炉的产气量。

2.5.2.4加煤方式的选择

造气原料煤的输送采用皮带自动输送，上煤输送中转站设置筛分装置，确保造气用煤质量的同时，实现造气煤仓加煤的自动化。考虑到装置的连续稳定运行，同时设计了人工吊碳加煤装置，确保在自动化加煤装置出现故障时能实现制气过程的连续稳定。

2.5.2.5造气装置安全设施设计技术的综合利用

⑴造气装置最大的危险是系统中氧含量高。系统工作时处于正压状态，氧含量高的原因只能是制气工序阀门内漏窜气、罗茨机抽负、压缩机抽负。为了防止阀门内漏造成氧高，设计了油压安全联锁的吹风防过氧阀和下行防过氧阀，排除了因设备故障造成氧高的安全隐患。

⑵造气装置采用安全可靠、性能稳定的液压驱动阀门，主要液压阀都采用阀门阀位监测装置，同时油压系统采用油压和油位报警装置。

⑶造气除尘器各排灰口油压圆盘阀设计为手控油压阀控制，操作位置在一楼，防止出灰时因联络出错而发生误操作。

⑷与共用煤气总管相连的煤气总阀和与共用吹风气总管相连的吹风气回收阀都采用双阀，保证安全和维修时切断的方便。

⑸造气水夹套给水汽包和煤气显热回收器给水汽包还设置过低液位连锁停炉保护措施，确保锅炉系统运行的本质安全。

⑹气柜设置高度高低位报警装置，并设计高位自动放空装置，防止气柜过高冒顶；同时实现气柜高度过低连锁停机保护系统。仪表形式上选用三选二仪表，最大限度地提高气柜运行时的安全系数。

⑺在装置的相应部位设置了安全阀、防爆板、置换放空管等安全装置元件。

2.5.2.6造气装置附属设备的选用

⑴上行煤气除尘器：

采用高效铸铁除尘器，利用精确铸造的旋涡结构保证旋风分离的气体速度，改善除尘效果，除尘器本体采用渐扩式结构有利于灰渣的分离和沉降。

⑵显热回收器

在造气水煤气显热回收器结构形式的选择上，采用RLG型组合式热管锅炉，其中热管式蒸汽过热器阻力仅为管壳式的1/3~1/4,系统阻力下降，保证了制气强度的提高；热管表面渗入镍铬合金，大耐高温和冲刷、耐腐蚀，热能回收效率高，既可增加蒸汽产量，又可降低煤气洗涤冷却水耗量。

⑶水煤气气柜

煤气气柜的作用主要是储存煤气，考虑到造气工序造气炉的间歇特性和投资、占地等因素，为确保为后工序正常供气，煤气气柜采用1个10000m3规格的直升直降式湿式气柜。

2.5.3余热回收装置的特点

本装置采用一套三废混燃炉余热回收系统。三废混燃炉不仅回收造气吹风气中约9%可燃组分的化学热及物理显热（250℃）、变压吸附提氢装置解析气中约50%可燃组分的化学热，还燃烧掉约含14%残C 量的造气炉所产生的全部炉渣（造气炉渣与含C约75%的无烟粉煤末以2：1的比例进行配比，制成热值约为2900kcal/kg的混合料在三废炉底进行燃烧），真正做到对造气废物的“榨尽吃干”，同时生产出2.5MPa·G、280℃的过热蒸汽约40t/h，除能满足整个煤制氢装置的用汽需求，多余的蒸汽还能输送给外界的蒸汽总管，经济效益显著；同时避免了吹风气、提氢解析气、造气灰渣直接外排对环境的污染，环保效果显著。

三废流化混燃炉是第三代造气吹风气回收装置，和第二代吹风气回收装置相比有很大的优势，主要体现在以下几点：

⑴安全性能高：三废流化混燃炉是以造气炉渣（或煤）为点火源，炉内始终长明火，爆炸的因素已排除，彻底改变了造气吹风气回收运行的不安全状态，克服了造气吹风气回收的爆炸现象。

⑵一炉多用、减少投资、便于管理：综合煤化工企业，一台三废流化混燃炉就能达到全厂蒸汽自给。

⑶从三废混燃炉底出来的炉渣含C量仅为3%，灰分含量占97%，一天所产生的炉渣量有70多吨，可送水泥厂、砖瓦厂做建材；三废混燃炉炉顶出来的高温烟气组分主要是CO2、N2及H2O气，另外含有少量的SO2及夹带的粉尘，烟气经锅炉装置回收热量后，由布袋除尘器除尘（除尘效率可达99%），再送动力站脱硫，达标后排放，解决了造气生产废气、废渣、废灰综合治理的难题，保护了环境，治理了现场。同时还可将制氢等生产过程中其它工序的低热值废气一起处理掉，实现循环经济和环保效益的最佳配置。

⑷燃烧系统阻力低、不积灰、提高造气吹风效率。

⑸三废流化混燃炉是隔离燃烧，集中分离，集中热量回收，根本不存在锅炉排管的磨损和冷热不均产生应力而导致设备损坏的问题，因此三废流化混燃炉运行周期较长，生产稳定性突出，节能效果明显。

2.5.4脱硫装置的特点

2.5.4.1流程的优化

因脱硫系统是粗煤气初步净化的过程，系统中含有大量的煤灰及焦油、硫磺、富盐等多种杂质，为确保煤制氢装置的长周期连续稳定运行，脱硫系统采用两套双塔串联流程装置，正常作业方式为并联运行，单套装置的设计负荷按总负荷的75%设计；开双塔时可脱高硫，开单塔可脱低硫，这样既可以有计划的按作业周期的长短安排每套装置的检修和系统清理，又可以提高整个装置的操作弹性。由于设计中采用了双塔串联流程，可以脱除用高硫煤制取的水煤气H2S至设计指标，使该装置对煤种的适应性较强，另外高硫煤与低硫煤之间存在一定的差价，可以节约原料成本，具有较好的经济效益。

2.5.4.2 PDS—600脱硫的工艺特点

⑴脱硫原理：

气体中的H2S溶于脱硫液后，首先与脱硫液中的碱反应

H2S + Na2CO3 == NaHS + NaHCO3

在催化剂作用下，生成的NaHS又与溶液中的氧发生氧化析硫反应，生成单质硫和碳酸钠。在脱硫塔内由于煤气中氧含量不足，溶液中生成的单质硫是不多的，所以当溶液吸收了足量的H2S后，溶液就失去了继续吸收的能力。

⑵再生原理：

为恢复溶液吸收H2S的能力，就必须对溶液进行再生，再生过程主要发生氧化析硫反应：NaHS + NaHCO3 == S + Na2CO3 + H2O。同时，由于气（空气）液相的相对剧烈运动，使析出的单质硫相互凝聚，并随上升气流浮出，离开循环脱硫液，从而使脱硫液双重新具有吸收H2S的能力。

⑶催化原理：

在脱硫过程中PDS—600催化剂最本质的作用是将气体或液体中的氧迅速地结合在催化剂分子上，同时又迅速地促使结合的氧与液体中的硫氢化钠反应，使化合态的硫转化成单质硫。由于催化剂的这一作用，大大降低了化学反应的活化能，从而极大地加快了化学反应速度。

⑷脱硫效率高：

本工艺采用以纯碱为碱源的PDS—600脱硫方法，可将煤气是的H2S脱除至100mg/m3以下，脱除率大于97%。PDS—600脱硫工艺再生过程中生成的硫泡沫采用连续熔硫专利技术实现硫磺的回收。煤气脱硫装置将H2S转化成副产品硫磺，既满足了环保要求，又可用做生产硫酸的原料。

⑸脱硫及再生速度快

该催化剂不仅对脱硫过程与再生过程均有催化作用，而且可以比传统的ADA、栲胶、KCA等催化剂快1000倍以上的速率将液相中的硫氢酸根氧化成硫氢酸根氧化成单质硫，从而使液相中的硫化氢对气相的分压值大幅下降，进而大幅度增加煤气中的H2S溶解于液相中的速率，实现其高效脱除煤气中硫化氢的目的，同时，该催化剂对脱硫液所接触的设备、管道均具有明显的缓腐蚀作用。

⑹脱硫塔采用新型的聚丙烯格栅填料，格栅填料板片之间距离较大，空隙高，气体和固体有固定的走向，板间通道分布均匀，板间距的设计底部板间距离较大，随着气流的上升，板间距逐渐减小。下塔底部气体进口H2S浓度高，吸收推动力大，板间距大，析出硫泡沫多，塔不易堵塞；气体出口H2S浓度低，吸收推动力小，板间距小，传质面积大，传质效率高，保证了气体净化的同时，塔阻力较小，析出硫泡沫多，塔不易堵塞。格栅填料不易持液，允许较高的液泛速度，可以设计较高的空塔气速，同样生

产能力的条件下，设备尺寸较小，节省投资。

⑺采用目前最先进的连续熔硫专利技术。

2.5.5变换装置的特点

2.5.5.1采用技术成熟的全低温变换工艺流程，依据变换工艺参数的要求，设置四段变换，出口CO的指标控制在0.8%以下，该工艺流程具有工艺设备体积小、CO变换率高、蒸汽消耗量低等优点。

2.5.5.2在循环热水回路的最佳位置排污和加入软水

饱和塔出来的热水在整个热水循环回路中温度最低，总固体含量最高，热水循环回路的排污由此引出，可减少系统热损失，同时降低循环水的固体杂质，有利于减少设备腐蚀和保护触媒。饱和塔消耗的软水由软水总管分流下来，加入到饱和塔热水出口管的排污管接口之后进入热水塔的热水管上，可降低热水塔的入口水温，从而有效地提高了热水塔的热回收效果。

2.5.5.3采用两级循环水热量回收流程，有效地降低了蒸汽的消耗

循环热水从热水塔开始，依次经过一水加、调温水加逐级提高水温，回收CO变换反应热量，最后卷入饱和塔转化为CO变换所需要的蒸汽。工艺计算表明，该流程饱和塔出口的汽气比R值达到0.18左右，占总汽气比的31.6%，从而有效地降低了CO变换所需的工艺蒸汽用量。

2.5.5.4采用增湿器段间喷化水冷激，降低一段、二段出口变换气的温度，进一步降低蒸汽消耗。通过喷水冷激回收的蒸汽其汽气比达到0.26左右，占总汽气比的45.6%，每小时减少蒸汽9吨左右，大大降低了外供蒸汽的用量，外供蒸汽其汽气比仅为0.13左右，占总汽气比的22.8%。

2.5.5.5油分离炉过滤工艺很好地保护了CO变换触媒

更换CO变换触媒不仅耗用购买触媒的资金，更重要的是耽误装置的生产时间，所以保护好触媒，使触媒长期处于高活性状态，延长触媒使用寿命具有巨大的经济效益。本装置中采用油分离炉过滤工艺彻底清除了从煤气和蒸汽带进触媒层的各种盐类、胶体和固体微粒对触媒表面活性中心的污染与覆盖，能够十分有力的保证触媒长期保持最佳的催化活性，这是直接从氮肥厂引进的CO变换触媒最佳保护工艺。

2.5.5.6为提高装置操作的可靠性，确保装置长周期安全运行，宜选用成熟可靠的抗毒、耐硫低变催化剂。

2.5.6变脱、精脱装置的特点

变换后的流程增加了变脱、干法脱硫装置，装置出口变脱气中H2S降至0.1ppm以下，脱碳放空气中的H2S远低于国家排放标准，利于环保。

变脱工序在传统工艺流程的基础上增加了闪蒸装置，一方面回收了溶解在脱硫液里面的有效气体（CO和H2），H2的产率可提高0.5%，降低了制氢成本；另一方面降低了氧化再生槽顶部解析气中的可燃有毒介质的浓度，改善了操作环境，利于装置的安全运行。

2.5.7变压吸附装置的特点

采用PSA净化技术，简化了制氢装置流程，提高了氢气的质量，降低了装置的能耗。

⑴本装置采用10—2—5VPSA工艺流程，即：装置的10个吸附塔中有两个吸附塔始终处于同时进料吸附的状态。其吸附和再生工艺过程由吸附、连续5次均压降压、逆放、抽真空、连续5次均压升压和产品气升压等步骤组成。

⑵本方案较传统流程多一次均压过程，可更有效地回收产品氢气，提高了产品氢回收率（可达98%）。

⑶变压吸附工艺过程采用DCS控制系统，具有运转平稳、操作可靠的特点。并且具有在事故状态下，能自动或手动由十床操作切换到九、八、七、六、五床操作的功能。

⑷PSA程序控制阀是变压吸附装置的关键设备。本装置选用华西公司的专利产品——气动程控阀，该阀具有体积小，重量轻，运行准确、平稳，开关速度快（小于2秒），开启速度可调、阀门密封性能好（ANSI六级），寿命长（100万次），自带阀位显示等特点。

2.5.8造气脱硫循环水装置的特点

2.5.8.1流程设计特点：

由于造气循环水与脱硫循环水水质不同，造气及脱硫循环水分开设置，自成体系；每套系统实现闭路循环，满足了环保要求，同时减小了全厂污水处理系统的负担。

造气循环水与脱硫循环水均设置了加药装置，消除水中的各种杂质，并适当补水，以满足对水质的基本要求。

2.5.8.2主要设备

⑴冷却塔

设计中选用WGPL无填料喷雾冷却塔，该种类型的冷却塔采用分散冷却理论，即在大幅降低塔系统阻力、提高风量的情况下，将水在较低的压力下喷射成雾状，与轴流风机抽吸的冷风在极大的表面下进行充分（较长时间）的热交换，极大地提高了冷却塔的冷却能力。因WGPL无填料喷雾冷却塔无填料的存在，不存在填料堵塞情况，塔体载荷大大减小，如采用混凝土结构，则不需更多支撑梁，可节约土建投资。

⑵斜管澄清器

造气循环水处理系统采用的固液分离设备选用组合式斜管澄清器，该设备主要运用浅池沉淀理论，利用斜板间距，迅速缩短沉淀时间，达到快速固液分离的效果。主要特点表现为以下几个方面：

①采用组合设计，利于灵活分布，合理利用土地。

②可灵活设计设备备用率，启、停、检修方便。

③配置气力提升装置，取代传统的泥浆泵，操作维护简单，可实现计算机程序控制。

④比传统的辐射式沉淀池出泥泥浆浓度大，可节省浓缩面积。

第二章工艺原理及生产流程简述

1 煤储运工序

1.1任务：为制气工序输送合格的原料煤。

1.2工艺流程：

当造气炉上部的煤仓需要上煤时，由电动抓斗桥式起重机将煤卸入下煤斗，经往复式给煤机、1#带式输送机、2#带式输送机、3#带式输送机输送至筛分楼。在筛分楼内，经振动筛筛分，合格料（≥13mm）

直接进入4#带式输送机,不合格料（＜13mm）进入粉煤贮斗，由转运车送至三废炉作为燃料用煤。进入4#带式输送机的合格块煤，通过计量皮带机计量后送入5#带式输送机，5#带式输送机通过卸料车送入造气炉上部的煤仓，保证输煤系统的正常运行。

2 造气工序

2.1任务与工艺原理：

2.1.1任务：采用固定层间歇式常压气化法，以块煤为原料，在高温下，交替与空气和过热蒸汽进行气化反应，制得合格的水煤气供后工序连续生产的需要。

2.1.2工艺原理

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，使生产得以连续进行。

用空气吹风蓄热时，发生下列反应：

C ＋O2= CO2＋Q (1)

2C ＋O2= 2CO ＋Q (2)

2CO ＋O2= 2CO2＋Q (3)

CO2＋C = 2CO -Q (4)

吹风的目的是为了提高炉温，在反应过程中，由于炉温的逐渐提高，增加了二氧化碳的还原反应，见反应式(4)，对主反应进行不利。所以，生产中用提高空气流速，采用强风短吹来缩短接触时间，抑制二氧化碳还原反应的进行。

用蒸汽制气时，发生下列反应：

C ＋H2O = CO ＋H2-Q (5)

C ＋2H2O = CO2 ＋2H2-Q (6)

C ＋CO2= 2CO -Q (7)

CO ＋H2O = CO2 ＋H2＋Q (8)

C ＋2H2= CH4＋Q (9)

以蒸汽为气化剂的目的是为了得到氢气和一氧化碳。因此，就必须提高反应温度，并增加反应接触时间，使二氧化碳充分还原成一氧化碳，以提高有效气体成分。

2.2 煤气发生炉原料层的区分和各层次的作用

煤气发生炉内燃料层自上而下可分为干燥层、干馏层、还原层、氧化层、灰渣层五个区域。其中氧化层和还原层是煤气炉气化反应的主要原料层，常称为气化层，是工艺操作的主要控制部位。

干燥层

加入的原料煤由于下层高温燃料和炉壁的辐射热以及下面的高温气流的导热，使煤的水份蒸发形成干燥。

干馏层

干燥层的下面温度高，在高温条件下煤发生分解，放出烃类气体（挥发份），煤的本身逐渐碳化。

还原层

空气是从下面进入炭层的，在还原层下面的氧化层已含有各种气体成分，并积蓄了大量的热量，而

在这个区层更主要的是进行CO2的还原反应以及水蒸汽的分解。

氧化层

从下在来的空气与碳反应，生成碳的氧化物，因为氧化速度较快，其厚度比还原层厚，此反应为放热反应，热量被积蓄在炭层中。

灰渣层

氧化层的下面全部都是灰渣层，没有化学反应发生，起着预热和均匀分布自炉底进入的气化剂及保护炉箅的作用。

2.3工艺流程简述

固定床间歇气化工艺是在计算机程序控制下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六个阶段组成：

2.3.1吹风阶段

由于煤的气化是吸热反应，所以煤制气的第一过程是将煤加热到能够进行气化反应的温度以上。具体工艺过程是将空气（通常称为吹风空气）通过离心鼓风机升压到25kPa左右，经过空气管路从炉底加入炉内，空气经过炉篦的分布作用自下而上穿过灰渣层进入氧化层，空气中的氧气与氧化层中的碳元素迅速反应生成CO2，同时放出大量的热量将炭层和氮气加热到1000℃以上。气体在向上流动中又先后将热量带到还原层、干馏层和干燥层。将热量传给炉内炭层后，气体（此后称为吹风气）温度降到250~300℃左右离开炭层，在炉内上部空间分离出大的尘粒后，从煤气炉上部出口经上行煤气管道进入旋风除尘器，在离心力的作用下分离出90%以上的粉尘后，送吹风气余热回收锅炉与VPSA解析气一起进行二次燃烧，产生的热量生产蒸汽，燃烧烟气经布袋除尘后送动力站脱硫系统。在制水煤气条件下吹风时间通常占间歇制气循环周期的25%左右。在吹内阶段结束时，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，固定床气化炉进入制气阶段。

2.3.2蒸汽吹净阶段：

通过计算机程序控制操作油压系统关闭入炉空气的吹风阀，同时打开上吹蒸汽阀和吹风气回收阀（或烟囱阀），这样由造气夹套锅炉和热管锅炉副产的饱和蒸汽通过热管锅炉的过热段过热到220℃左右，与吹风气余热回收工序三废混燃炉产生的过热蒸汽混合、缓冲后，由炉底进入煤气炉将炉内及管道内的残余吹风气吹出，送三废炉燃烧或由烟囱直接放空（在三废炉故障条件下），以免这部分吹风气在下一阶段混入水煤气系统，以保证水煤气质量。

2.3.3一次上吹制气阶段：

一次上吹制气阶段已经在蒸汽吹净阶段后，上吹蒸汽阀继续保持打开，同时关闭吹风气回收阀（或烟囱阀），打开上行煤气阀。蒸汽通过炉篦和灰渣层进入气化层，同时蒸汽温度也上升到与炭层相同的温度时，水蒸汽与炽热的碳元素进行水煤气反应：H2O+C＝CO+H2。生成的水煤气从煤气炉上部的上行煤气总管出来经旋风分离器除去粉尘后，进入蒸汽过热器和热管式显热回收器移出热量，将温度降至135℃左右送洗气塔，煤气进入洗气塔后与塔顶喷淋下来的冷却水逆流接触，在洗掉煤气中的粉尘的同时将煤气温度降到常温后经管道进入气柜，这是主要的制气阶段。由于蒸汽与炭层的水煤气反应的进行和气流上升的移热作用，下部气化层温度逐渐下降，上部气化层、干馏层、干燥层温度不断上升，致使出炉煤气温度也将大副上升而带出大量的热量。为减少煤气带出的热量，制气工艺转入后面的下吹制气阶段。

2.3.4下吹制气阶段：

下吹制气阶段关闭上吹蒸汽阀和上行煤气阀，同时打开下吹蒸汽阀和下行煤气阀，过热蒸汽从炉子上部入炉，在气化层生成的水煤气从煤气下部出来，下行煤气经下行除尘器除去粉尘后经热管式显热回

煤制氢装置工艺说明书

浙江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：30000Nm 3/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30000Nm 3/h ，其中0.6MPa 产品氢7000 Nm 3/h ，1.3 MPa 产品氢23000 Nm 3/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P-55 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

制氢技术比较及分析报告

制氢技术综述&制氢技术路线选择 一、工业制氢技术综述 1.工业制氢方案 工业制氢方案很多，主要有以下几类： （1）化石燃料制氢：天然气制氢、煤炭制氢等。 （2）富氢气体制氢：合成氨生产尾气制氢、炼油厂回收富氢气体制氢、氯碱厂回收副产氢制氢、焦炉煤气中氢的回收利用等。 （3）甲醇制氢：甲醇分解制氢、甲醇水蒸汽重整制氢、甲醇部分氧化制氢、甲醇转化制氢。 （4）水解制氢：电解水、碱性电解、聚合电解质薄膜电解、高温电解、光电 解、生物光解、热化学水解。 （5）生物质制氢。 （6）生物制氢。 2.工业制氢方案对比选择 （1）煤炭制氢制取过程比天然气制氢复杂，得到的氢气成本也高。 （2）由于生物制氢、生物质制氢和富氢气体制氢等方法制取的氢气杂质含量高、纯度较低，不能达到GT等技术提供商的氢气纯度要求。 （3）国内多晶硅绝大多数都采用的是水电解制氢，只有中能用的是天然气制氢，而国外应用的更多是甲醇制氢，因此，我们重点选择以下三类方案进行对比： （A）天然气制氢 （B）甲醇制氢 （C）水电解制氢 3. 天然气制氢

（1）天然气部分氧化制氢因需要大量纯氧增加了昂贵的空分装置投资和制氧成本。 （2）天然气自热重整制氢由于自热重整反应器中强放热反应和强吸热反应分步进行，因此反应器仍需耐高温的不修锈钢管做反应器，这就使得天然气自热重整反应过程具有装置投资高，生产能力低的特点。 （3）天然气绝热转化制氢大部分原料反应本质为部分氧化反应。 （4）天然气高温裂解制氢其关键问题是，所产生的碳能够具有特定的重要

用途和广阔的市场前景。否则，若大量氢所副产的碳不能得到很好应用，必将限制其规模的扩大。 （5）天然气水蒸汽重整制氢，该工艺连续运行, 设备紧凑, 单系列能力较大, 原料费用较低。 因此选用天然气水蒸汽重整制氢进行方案对比。 4.甲醇制氢 （1）甲醇分解制氢，该反应是合成气制甲醇的逆反应，在低温时会产生少量的二甲醚。 （2）甲醇水蒸汽重整制氢，是甲醇制氢法中氢含量最高的反应。这种装置已经广泛使用于航空航天、精细化工、制药、小型石化、特种玻璃、特种钢铁等

氢气安全操作规程

氢气安全操作规程 目的：规范用氢安全操作，确保用氢安全。 范围：物理除杂分厂。 一、氢气危险简介 氢气是无色、无味、无毒气体，比空气轻，高浓度时会导致人窒息，氢氧的爆炸极限为4.1-74.1％，燃点：400℃，极易形成爆炸气体，遇到微弱火源（含静电和撞击打火）就会引起严重的爆炸。确保用氢安全是头等大事，特制定本安全操作规程 二、用氢安全操作程序及安全要求 1.用氢人员，必须强化安全意识，牢固树立安全第一思想，认真执行各项规章制度，切实做好安全工作。 2.用氢操作人员必须经过严格培训，考核合格方可上岗。 3.用氢操作前，须先检查压力表、安全阀、阀件处于合格正确状态，设备、氢气钢瓶架接地完好。 4.使用与氢气相关的工具、阀门、设备须缓慢操作，气瓶搬运时应轻拿轻放，禁止敲击、碰撞。 5.所有用氢操作需二人进行。 6.任何人员不得携带火种进入钢瓶区和除碳岗位。使用氢气工作人员工作时，不可穿戴易产生静电的化纤服装（如尼龙、睛纶、丙纶……等）及带钉子的鞋作业，以免产生静电和撞击起火。 7.除碳岗位操作人员不得远离除碳设备，应注意巡视除碳设备工作情况，做到严密监视和控制各运行参数，如有异常立即处理，不允许带故障运行。 8.氢气到货后先进行纯度分析，纯度达不到99.5%，不得使用。 9.使用瓶装氢气时，钢瓶内氢气不得全部用完，瓶内氢气应不低于0.05Mpa，以防空气进入瓶内。新购氢气瓶，长期存放的钢瓶和放空氢气瓶，必须经过抽真空或充氮气置换后方可使用。应定期进行氢气瓶技术检验，每三年检验一次。 10.氢气钢瓶区及其周围必须严防烟火，并设“严禁烟火”醒目标志，配备灭火器材。 室内必须通风良好，保证空气中氢气最高含量不超过1%(体积比)。建筑物顶部或外墙的上部设气窗 (楼) 或排气孔。室内灯具、电源线和开关必须符合防爆要求。11.为防止静电，设备必须接地良好，定期检查接地线，确保接地牢固可靠，每年测试 一次接地电阻，其阻值不应大于4欧姆，氢气瓶区应设避雷装置。 12.氢气瓶库不得存放易燃易爆物品和影响制氢操作的一切杂物。

煤制氢装置工艺说明书

浙江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O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T造气T气柜T水煤气脱硫T水煤气压缩T全低温变换T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30000NmVh ,其中0.6MPa产品氢7000 Nm3/h , 1.3 MPa 产品氢23000 Nm'/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。

制氢站操作规程

一、目的： 保证制氢运行工作正常、安全、有序；使制氢运行人员的各项操作有章可循，为制氢运行人员提供操作的指导规范；保障机组的稳定运行。 二、范围： 适用于6号机组制氢站运行人员。 三、职责 规范作业，杜绝违章操作，保障生产安全稳定运行。 四、内容： 4、1、制氢设备生产工艺流程。 4、1．1、氢气系统 电解槽氢分离器氢洗涤器氢气冷却器氢气捕滴器氢气气水分离器氢气动薄膜调节阀干燥器 储氢罐氢母管发电机 4、1．2、氧气系统 电解槽氧分离器氧洗涤器氧气冷却器氧气捕滴器氧气器水分离器氧气动薄膜调节阀排空 4．2、主要设备参数和有关技术标准

4．3 4．3．1、必须按厂家规定进行水压试验，要求严密不漏。4．3．2、电解槽正、负极、电解隔间电压对地绝缘良好。4．3．3、检查应备有足够合格的电解液。 电解液的配制。 30℃时,10%NaOH、15%KOH溶液比重分别为1.1043、1.180。30℃时,26%NaOH、30%KOH溶液比重分别为1.28、1.281。 待碱液配好后加入2% 0V 2 O 5 添加剂。 4．3．4、分析仪器及其所用的溶液已准备好。 4．3．5、检查应有足够的氮气。 4．3．6、检查安全工具应齐全。 4．3．7、联系热工检查有关表计应完好。 4．3．8、联系电气电工检查电气设备，并向硅整流送电。 4．3．9、检查电解槽及氢系统应用水冲洗。 4．3．9．1、启动配碱泵将原料水打进制氢系统，启动碱液循环泵，清洗电解槽，清洗1小时，停泵、打开槽底排污阀排污。 4．3．9．2、重复上述操作3~4次，直到排液清洁为止。 4、4、气密检验 4．4．1、按6．6．3．9．1操作将原料水打入制氢机，至分离器液位计中部。4．4．2、关闭制氢机所有外连阀门，打开系统中（包括制氢、干燥系统）所有阀门，通过充氮阀向制氢机充氮，使压力缓慢升至3.2MPa，关充氮阀，用肥皂水检查各气路连接部位和阀门是否漏气，并观察液路有无漏液，确认不漏后，保压12小时，泄漏率以平均每小时小于0.5%为合格。 4、5、按工艺要求的碱量进行配碱，缓慢加入KOH（化学纯）待完全溶解后，加入碱液 重量的2%0V 2O 5 添加剂（按工艺要求添加），则电解液配好。 4．6、对微氧仪、露点仪进行调校。 6．7、检查各极框之间，正负极输电铜排间有无短路或有无金属导体，或有无电解液泄漏现象，民现后必须排除。 4．8、仔细检查整流变压器各个接点、可控硅整流柜各回路及正极输电铜排对地的绝缘性，严防短路。 4．9、用15%KOH溶液试车24小时（开停车操作同正常操作规程），然后将其排污。4．10、检查制氢装置的冷却水阀门处于开启状态。 4．11、干燥装置开车前准备 4．11．1、控制柜通电，检查装置是否处于正常状态。 4、11、2、设定干燥器、加热器上下部温度，各为400~450℃和300~350℃。4．11．3、系统进行氮气置换。 4．12、气动部分 4．12．1、接通气源后，分别检查气体过滤减压器的输出是否为0.14MPa，然后用肥皂水检查气动管路及仪表接头是否漏气（每三个月定期检查一次）。

提氢装置技术操作规程DOC

~~~~~~~化工股份有限公司 2400Nm/h膜渗透气变压吸附制氢装置 操作运行及维护说明书 四川天一科技股份有限公司 变压吸附分离工程研究所 四川●成都 1、前言 本操作说明书是为淮化精细化工股份有限公司2400Nm/H 膜渗透气变压吸附制氢装置编写的，用语指导操作人员对装置进行原始开车和装置正常运行。其主要内容包括工艺原理、工艺流程、开停车程序、操作方法、故障判断和相关的安全知识。本说明书是按设计条件及操作参数，在偏离设计条件不大的情况下，操作者可根据生产需要对操作方法及操作参数做适当和正确的调整。但在任何情况下操作人员均不应违反工业生产中普遍遵循的安全规则和惯例。 本装置采用气相吸附工艺，因此原料气中不应含有任何液体或固体。 本说明书主要对该装置的工艺过程及操作方法做详细介绍。在启动和操作运转本装置之前，操作人员需透彻地阅读本操作说明书，因为不适当的操作会影响装置的正常运行，影响产品

质量，导致吸附剂的损坏，甚至发生事故，危及人身及装置安全。 除专门标注外，本操作说明中所涉及的压力均为表压，组份浓度为体积百分数，流量均为标准状态（760mmHg、273K）下的体积流量。 1、工艺原理及过程 2．1物流 2．1.1原料 本装置原料为膜渗透气。 原料气组成及条件如下： 流量：~~~2400 Nm 压力：0。05~0。1Mpa 温度：≤40 2．1．2 产品 产品组成及条件如下：

产品氢气流量：~1400Nm/h 产品氢气压力：0.7Mpa 温度：~40 2．1．3 副产品解吸气 产品组成及条件如下： 解吸气压力：0.02Mpa 温度：~40 流量：~1000 Nm/h 2.3 工艺原理提纯氢气的原料气中主要成分是H2，其他杂质组份是N2+Ar CO CO2 和O2等。 本装置采用变压吸附技术（Pressure Swing Adsorption,简称PSA）从原料气中分离除去杂质组份获得提纯的氢气产品。 变压吸附技术是以吸附剂（多孔固体物质）内部表面对气体分子的物理吸附为基础，利用吸附剂在相同压力下易吸附高沸点组份、不易吸附低沸点组份和高压下吸附量增加（吸附组份）、减压下吸附量减小（解吸组份）的特性。将原料气在压力下通过吸附气床层，相对于氢的高沸点杂质组份被选择性吸附，低沸点组份的氢不易吸附而通过吸附剂床层，达到氢和杂质组

氢气安全操作规程(通用版)

The prerequisite for vigorously developing our productivity is that we must be responsible for the safety of our company and our own lives. （安全管理） 单位：___________________ 姓名：___________________ 日期：___________________ 氢气安全操作规程(通用版)

氢气安全操作规程(通用版)导语：建立和健全我们的现代企业制度，是指引我们生产劳动的方向。而大力发展我们生产力的前提，是我们必须对我们企业和我们自己的生命安全负责。可用于实体印刷或电子存档（使用前请详细阅读条款）。 氢气是易燃易爆气体，氢气混合或氢气与空气混合到一定比例，形成爆炸气体，遇到微火源（含静电和撞击打火），就会引起严重的爆炸。确保制氢、用氢安全是头等大事，特制定本安全制度，必须严格遵守。 １、制氢、用氢人员，必须强化安全意识，牢固树立安全第一思想，认真执行各项规章制度，切实做好安全工作。 ２、电解水制氢操作人员必须经过严格训练，应真正了解掌握电解水制氢设备原理、结构、性能和操作方法经考核合格方可上岗。 ３、任何人员不得携带火种进入制氢室。制氢和充灌气人员工作时，不可穿戴易产生静电的化纤服装（如尼龙、睛纶、丙纶……等）及带钉的鞋作业，以免产生静电和撞击起火。 ４、制氢人员必须严格按电解水制氢规程制氢，开机后不得远离制氢室，应注意巡视制氢设备工作情况，做到严密监视和控制各运行参数，如有异常立即处理，不允许带故障运行。

制氢站使用维护说明书(天津大陆)

制氢站 1 水电解制氢装置用途 ---------------------------------------------------------- 2 2 水电解制氢装置工作原理 ----------------------------------------------------- 3 2.1 水电解制氢原理--------------------------------------------------------- 3 2.2 氢气干燥工作原理 ------------------------------------------------------ 3 3 FDQG10/3.2-IV型水电解制氢干燥装置系统详述：------------------------ 3 3.1 氢气制备及干燥系统---------------------------------------------------- 3 3.2 除盐水冷却系统--------------------------------------------------------- 4 3.3 气体分配系统 ----------------------------------------------------------- 5 3.4 储气系统 ---------------------------------------------------------------- 5 3.5 仪表气系统-------------------------------------------------------------- 5 3.6 制氢干燥部分主要设备的功能简述------------------------------------- 5 4 制氢干燥系统工作流程-------------------------------------------------------- 7 4.1 制氢干燥设备作业简介 ------------------------------------------------- 7 4.2 制氢干燥设备加水、补碱简介------------------------------------------ 8 4.3 配碱：------------------------------------------------------------------- 8 4.5 碱液从系统回收至碱箱 ------------------------------------------------- 9 4.6 制氢干燥过程 ---------------------------------------------------------- 10 4.7 N2置换流程------------------------------------------------------------- 13 5 FDQG10/3.2-IV型循环水电解制氢及干燥操作规程----------------------- 14 5.1 工艺部分开车前准备--------------------------------------------------- 14

制氢的全部方法

制氢的全部方法 一、电解水制氢 多采用铁为阴极面，镍为阳极面的串联电解槽（外形似压滤机）来电解苛性钾或苛性钠的水溶液。阳极出氧气，阴极出氢气。该方法成本较高，但产品纯度大，可直接生产99.7%以上纯度的氢气。这种纯度的氢气常供：①电子、仪器、仪表工业中用的还原剂、保护气和对坡莫合金的热处理等，②粉末冶金工业中制钨、钼、硬质合金等用的还原剂，③制取多晶硅、锗等半导体原材料，④油脂氢化，⑤双氢内冷发电机中的冷却气等。像北京电子管厂和科学院气体厂就用水电解法制氢。 二、水煤气法制氢 用无烟煤或焦炭为原料与水蒸气在高温时反应而得水煤气（C+H2O→CO+H2—热）。净化后再使它与水蒸气一起通过触媒令其中的CO转化成CO2（CO+H2O→CO2+H2）可得含氢量在80%以上的气体，再压入水中以溶去CO2，再通过含氨蚁酸亚铜（或含氨乙酸亚铜）溶液中除去残存的CO 而得较纯氢气，这种方法制氢成本较低产量很大，设备较多，在合成氨厂多用此法。有的还把CO与H2合成甲醇，还有少数地方用80%氢的不太纯的气体供人造液体燃料用。像北京化工实验厂和许多地方的小氮肥厂多用此法。 三、由石油热裂的合成气和天然气制氢 石油热裂副产的氢气产量很大，常用于汽油加氢，石油化工和化肥厂所需的氢气，这种制氢方法在世界上很多国家都采用，在我国的石油化工基地如在庆化肥厂，渤海油田的石油化工基地等都用这方法制氢气 也在有些地方采用（如美国的Bay、way和Batan Rougo加氢工厂等）。 四、焦炉煤气冷冻制氢 把经初步提净的焦炉气冷冻加压，使其他气体液化而剩下氢气。此法在少数地方采用（如前苏联的Ke Mepobo工厂）。 五、电解食盐水的副产氢 在氯碱工业中副产多量较纯氢气，除供合成盐酸外还有剩余，也可经提纯生产普氢或纯氢。像化工二厂用的氢气就是电解盐水的副产。 六、酿造工业副产 用玉米发酵丙酮、丁醇时，发酵罐的废气中有1/3以上的氢气，经多次提纯后可生产普氢（97%以上），把普氢通过用液氮冷却到—100℃以下的硅胶列管中则进一步除去杂质（如少量N2）可制取纯氢（99.99%以上），像北京酿酒厂就生产这种副产氢，用来烧制石英制品和供外单位用。 七、铁与水蒸气反应制氢 但品质较差，此系较陈旧的方法现已基本淘汰。 八、金属与酸反应制氢气， 当然，金属必须是活动性排在氢前的（钾，钙，钠不行），可以用镁铝锌铁锡铅。酸不能用硝酸和浓硫酸。 工厂生产方法有： 1、电解水制氢． 水电解制氢是目前应用较广且比较成熟的方法之一。水为原料制氢过程是氢与氧燃烧生成水的逆过程，因此只要提供一定形式一定能量，则可使水分解。提供电能使水分解制得氢气的效率一般在75-85％，其工艺过程简单，无污染，但消耗电量大，因此其应用受到一定的限制。利用电网峰谷差电解水制氢，作为一种贮能手段也具有特点。我国水力资源丰富，利用水电发电，电解水制氢有其发展前景。太阳能取之不尽，其中利用光电制氢的方法即称为太阳能氢能系统，国外已进行实验性研究。随着太阳电池转换能量效率的提高，成本的降低及

水电解制氢安全操作规程(02)

水电解制氢安全操作规程 页码 1 / 2 1.目的 建立水电解制氢安全操作规程，确保生产的安全操作及正常运行。 2.范围 本规程适用于本公司水电解制氢的操作。 3.职责 3.1 运作部操作人员负责水电解制氢的正常操作。 4.规程 4.1开机操作 4.1.1打开循环泵排气阀将泵内气体排净。 4.1.2首次开机或停机时间过长应由充氮口向装置内充氮0.5MPa由手动放空阀放空重复三—四 次置换保留系统0.2MPa以上，并使氢氧分离器液位高度基本相同。 4.1.3打开冷却水阀门（冷却水压力为 >0.2MPa）。 4.1.4接通控制柜总电源及柜上各仪表电源。 4.1.5接通控制柜及气液处理器的仪表气源（气源压力 >0.2MPa）。 4.1.6开启循环泵将循环量调至规定值。 4.1.7打开氢氧放空阀。 4.1.8按整流柜使用方法对电解槽送电（每隔10—30分钟增加额定电流10%直至漏负荷）。 4.1.9电解槽送电随温度上升逐渐提高到控制温度规定值85oC±5。 4.1.10当温度上升至50oC后氧中氢，氢中氮分析仪投入正常工作状态，当氢纯度达到99.8%以上， 关闭放空阀打开送贮罐的阀门。氧到99.2%以上关闭放空阀打开送贮罐的阀门。 4.2停机操作 4.2.1打开手动氢，氧放空阀关闭氢、氧运气阀。 4.2.2调好氢，氧分离器液位。 4.2.3切断氧由氢、氢中氧分析仪。 4.2.4按整流柜停机操作停止对电解槽送电。 4.2.5将电解槽温度控制在50oC以下，电解槽压力控制在0.5MPa。 4.2.6 关冷却水关氮源，停循环泵关控制柜电源。 4.2.7关闭手放空阀。

水电解制氢安全操作规程 页码 2 / 2 4.3 工艺部分需注意事项 4.3.1循环泵不允许空运转，循环泵正常运行TRG监测指针应在绿区。大于需加注意达到红区停机 检查。 4.3.2电解KOH浓度应保持压25—28%，加入千分之二无氧化二钒。 4.3.3长期停机或需要退碱，装置一定要充氮置换。 4.3.4氧气要禁油脂，严禁操作人员载有油污手套，衣服工具进行操作。 4.3.5电解槽体上严禁放置物品特别是金属物。 4.3.6经常测小室电压1.9—2.4伏之间小室电压大于2.4伏停机检查。 编制/日期审核/日期批准/日期受控状态（章）：

气制氢装置工艺流程简介及主要设备情况说明

制氢装置工艺流程简介及主要设备情况说明 天然气制氢装置于2008年从中石化洞氮合成氨车间原料气头部分搬迁至神华。当年设计、当年施工，当年投产。目前运行良好。 工艺流程简要说明如下。 界区来的1.5MPa压力等级的天然气或液化干气在0101-LM和116-F脱液和除去杂质，进入原料气压缩机102-J压缩至4.2MPa， 通过调节进入转化炉对流段加热至350℃左右，进入加氢反应器 101-D加氢（有机硫转化为无机硫），氧化锌脱硫反应器108- DA/DB除去无机硫（H2S），然后与装置内中压蒸汽管网来的 3.5MPa等级的蒸汽混合，在转化炉对流段加热至500±10℃，进入一段转化炉101-B，在镍系催化剂和高温的作用下反应，约80%左 右的原料气转化生成CO、CO2、H2，工艺介质的温度从810℃降至330℃，其中的热量在废热锅炉101-CA/CB、102-C中得到回收利用，副产10.0MPa压力等级的蒸汽，减压并入装置内3.5MPa蒸汽管网。降温后的工艺介质进入高变反应器104DA将大部分的CO变换成 CO2，回收部分氢气，再在低变反应器104DB中反应，将少量的 CO变换成CO2和H2，经过热量回收和液体脱除后，工艺介质进入脱碳系统吸收塔1101-E，与上部下来的碳酸钾溶液对流换热、脱除CO2，吸收了热量和CO2的碳酸钾溶液从塔底进入再生塔1101-E 再生，脱除CO2后的工艺介质（氢气含量大于93%）从吸收塔顶去PSA工序，经过变压吸附得到纯度为99.5%以上的氢气，经压缩至3.0MPa送至全厂氢气管网，经过变压吸附吸附下来的富甲烷气作为燃料送至装置内转化炉燃烧。流程简图如下：

水电解制氢设备系列说明书

水电解制氢设备 操 作 使 用 手 册 \ 苏州竞立制氢设备有限公司

1、简述 1.1、氢气的性质和用途： 氢是自然界分布最广的元素之一，它在地球上主要以化合状态存在于化合物中。在大气层中的含量却很低，仅有约1ppm（体积比）。氢是最轻的气体,它的粘度最小，导热系数很高，化学活性、渗透性和扩散性强（扩散系数为0.63cm2/s，约为甲烷的三倍），它是一种强的还原剂，可同许多物质进行不同程度的化学反应，生成各种类型的氢化物。 氢的着火、燃烧、爆炸性能是它的特性。氢含量范围在4-75%（空气环境）、4.65-93.9%（氧气环境）时形成可爆燃气体，遇到明火或温度在585℃以上时可引起燃爆。 压力水电解制出的氢气具有压力高（1.6或3.2MPa）便于输送，纯度高（99.8%以上）可直接用于一般场合，还可以通过纯化（纯度提高到99.999%）和干燥（露点提高到-40～-90℃）的后续加工，可以作为燃料、载气、还原或保护气、冷却介质，广泛应用于国民经济的各行各业。 1.2、水电解制氢原理： 利用电能使某电解质溶液分解为其他物质的单元装置称为电解池。 任何物质在电解过程中，在数量上的变化服从法拉第定律。法拉第定律指出：电解时，在电极上析出物质的数量，与通过溶液的电流强度和通电时间成正比；用相同的电量通过不同的电解质溶液时，各种溶液在两极上析出物质量与它的电化当量成正比，而析出1克当量的任何物质都需要1法拉第单位96500库仑（26.8安培小时）的电量。水电解制氢符合法拉第电解定律，即在标准状态下，阴极析出1克分子的氢气，所需电量为53.6A/h。经过换算，生产1m3氢气（副产品0.5m3氧气）所需电量约2393Ah，原料水消耗0.9kg。 将水电解为氢气和氧气的过程，其电极反应为: 阴极: 2H 2O + 2e →H 2 ↑+ 2OH- 阳极: 2OH-- 2e →H 2O + 1/2O 2 ↑ 总反应: 2H 2O →2H 2 ↑+ O 2 ↑ 由浸没在电解液中的一对电极，中间隔以防止气体渗透的隔膜而构成水电解池，通以一定电压（达到水的分解电压1.23V和热平衡电压1.47V以上）的直流电，水就发生电解。根据用户产量需求，使用多组水电解池组合，减小体积和增加产量，就形成水电解槽的压滤型组合结构。 本公司生产的压力型水电解槽采用左右槽并联型结构，中间极板接直流电源正极，两端极板接直流电源负极，并采用双极性极板和隔膜垫片组成多个电解池，并在槽内下部形成共用的进液口和排污口，上部形成各自的氢碱和氧碱的气液体通道。由电解槽纵向看，A、B系列的氧气出口设计在中心线靠直流铜排一侧（氧铜侧），C、D、E、F系列的氢气出口设计在中心线靠直流铜排一侧（氢铜侧）。 我公司生产的压力型水电解槽，目前标准产品操作压力为1.6MPa和3.2MPa两种。具有结构紧凑，运行安全，使用寿命长的特点，电解液采用强制循环，电解消耗的原料水由柱塞泵自动补充，相关参数实现自动监测和控制。。正常生产时采用30％KOH水溶液作为电解液，槽温控制在85-90℃左右，兼顾隔膜垫片的使用寿命和降低能耗的要求。 水电解制氢的电解需要低电压、大电流的可调直流电源。工业上采用带平衡电抗器的

氨分解制氢系统生产安全操作规程

氨分解制氢系统生产安全操作规程 1、开机检查 1）、检查设备气、电各系统是否畅通或是否漏气，电气接触不良或仪表失灵等现象，发现问题及时修复。 2）、气路系统各阀门应处于关闭状态。 3）接好进出水管道，打开冷却系统阀门。 4）接通外部电源。 5）有氨瓶的时是否连接好。 6）汽化器设定温度，电接点穴温度计或电接点菜压力表。 2、开机程序 1）管路吹扫用氨气扫分解炉和气体管路，以置换系统中的空气，吹扫时间表2-4 小时。 2）接通电源，打开电控箱电源开关，温控仪指示灯亮，分解炉加温指示灯亮，观察电流表工作是否正常，设备开始加热升温。 3）开减压阀、排污阀，使设备内的残余气体在升温过程中放空至室外。 4）炉膛温度较低时，氨不易分解，不能通气，炉温升至500C 以上时，缓慢打开进氨阀，进气流量调整在放空囗无浓烈氨味为 准，所产生的分解和水由排污阀及放空阀放至室外。随着炉温的升高，进气流量逐渐增大；当炉温达到800C 时，将进气流量尽量打 0.1%,

大，并在此状态下稳定3-5 小时，待放空囗气体用鼻嗅无明显的氨味或观察气体燃烧时火焰呈桔红色或取样分析测定小于 触媒已得充分活化。 5）、再生纯化纯化装置的时候, 等分解炉活化之后, 按纯化正常操作来再生纯化装置, 第一次时间可以把全部用来再生, 这时分解炉进氨量为满负荷的20%可以, 再生好后, 切称之后可以往用气点通气. 6）、通化后靠纯化出囗阀调节流量，其他阀门开得稍微大一点，调节进氨阀和减压阀的大小可控制分解气体的流量以及后级压力大小，如在氮氢配比系统中如果氢含量过大或过小并且靠调节配比阀门效果不明显时可以调节进氨前减压阀，注意减压阀的开启方向和普通阀门相反。 3、停止操作 氨分解 1）、关闭所有进氨阀、再打开放空阀，使设备内的残余气体排至室外； 2）、关闭分解炉电源，再关闭总电源。待分解炉内残氨基本分解完毕后关闭。否则由于残氨的分解引起压力升高，导致仪表设备损坏。 3）关闭所有阀门，整个装置可能地处于不与外部空气接触的状态。便于下次使用时触媒不再活化。

制氢站使用维护说明书(天津大陆)

制氢站 1 水电解制氢装置用途------------------------------------------------ 2 2 水电解制氢装置工作原理-------------------------------------------- 2 2.1 水电解制氢原理---------------------------------------------- 2 2.2 氢气干燥工作原理-------------------------------------------- 2 3 FDQG10/3.2-IV 型水电解制氢干燥装置系统详述： ----------------------- 2 3.1 氢气制备及干燥系统------------------------------------------ 2 3.2 除盐水冷却系统---------------------------------------------- 3 3.3 气体分配系统------------------------------------------------ 3 3.4 储气系统---------------------------------------------------- 4 3.5 仪表气系统-------------------------------------------------- 4 3.6 制氢干燥部分主要设备的功能简述-------------------------------- 4 4 制氢干燥系统工作流程---------------------------------------------- 5 4.1 制氢干燥设备作业简介---------------------------------------- 5 4.2 制氢干燥设备加水、补碱简介------------------------------------ 6 4.3 配碱：------------------------------------------------------ 6 4.5 碱液从系统回收至碱箱----------------------------------------- 7 4.6 制氢干燥过程------------------------------------------------ 7 4.7 N 2 置换流程------------------------------------------------ 10 5 FDQG10/3.2-IV 型循环水电解制氢及干燥操作规程 --------------------- 10 5.1 工艺部分开车前准备----------------------------------------- 10 5.2 气动部分开车前的准备---------------------------------------- 12 5.3 开车顺序--------------------------------------------------- 12 5.4 正常操作及维护--------------------------------------------- 14 5.5 正常情况下停车--------------------------------------------- 15 5.6 非正常情况下停车------------------------------------------- 15 6 水电解制氢干燥装置常见故障及排除方法------------------------------ 16 6.1 水电解制氢装置常见故障排除方法------------------------------ 16 6.2 氢气干燥装置常见故障排除方法-------------------------------- 19 7 自控仪表的检修--------------------------------------------------- 20 8 水电解制氢装置安全注意事项--------------------------------------- 20附表一------------------------------------------------------------- 22

氨分解制氢系统生产安全操作规程标准范本

操作规程编号：LX-FS-A99655 氨分解制氢系统生产安全操作规程 标准范本 In The Daily Work Environment, The Operation Standards Are Restricted, And Relevant Personnel Are Required To Abide By The Corresponding Procedures And Codes Of Conduct, So That The Overall Behavior Can Reach The Specified Standards 编写：_________________________ 审批：_________________________ 时间：________年_____月_____日 A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑

氨分解制氢系统生产安全操作规程 标准范本 使用说明：本操作规程资料适用于日常工作环境中对既定操作标准、规范进行约束，并要求相关人员共同遵守对应的办事规程与行动准则，使整体行为或活动达到或超越规定的标准。资料内容可按真实状况进行条款调整，套用时请仔细阅读。 1、开机检查 1）、检查设备气、电各系统是否畅通或是否漏气，电气接触不良或仪表失灵等现象，发现问题及时修复。 2）、气路系统各阀门应处于关闭状态。 3）接好进出水管道，打开冷却系统阀门。 4）接通外部电源。 5）有氨瓶的时是否连接好。 6）汽化器设定温度，电接点穴温度计或电接点菜压力表。

2、开机程序 1）管路吹扫用氨气扫分解炉和气体管路，以置换系统中的空气，吹扫时间表2-4小时。 2）接通电源，打开电控箱电源开关，温控仪指示灯亮，分解炉加温指示灯亮，观察电流表工作是否正常，设备开始加热升温。 3）开减压阀、排污阀，使设备内的残余气体在升温过程中放空至室外。 4）炉膛温度较低时，氨不易分解，不能通气，炉温升至500C以上时，缓慢打开进氨阀，进气流量调整在放空囗无浓烈氨味为准，所产生的分解和水由排污阀及放空阀放至室外。随着炉温的升高，进气流量逐渐增大；当炉温达到800C时，将进气流量尽量打大，并在此状态下稳定3-5小时，待放空囗气体用鼻嗅无明显的氨味或观察气体燃烧时火焰呈桔红色

制氢干燥说明书(中电制氢)

CHE-5000氢气发生器（原料氢气再生） 操作使用手册 编制：-------------- 校核：--------------- 审批：--------------- 扬州中电制氢设备有限公司 2010.04.12

1、简述 1.1、氢气的性质和用途： 氢是自然界分布最广的元素之一，它在地球上主要以化合状态存在于化合物中。在大气层中的含量却很低，仅有约1ppm（体积比）。氢是最轻的气体。它的粘度最小，导热系数很高，化学活性、渗透性和扩散性强（扩散系数为0.63cm2/s，约为甲烷的三倍），它是一种强的还原剂，可同许多物质进行不同程度的化学反应，生成各种类型的氢化物。 氢的着火、燃烧、爆炸性能是它的主要特性。氢含量范围在4-75%（空气环境）、4.65-93.9%（氧气环境）时形成可爆燃气体，遇到明火或温度在585℃以上时可引起燃爆。 压力水电解制出的氢气具有压力高（1.6或3.2MPa）便于输送，纯度高（99.8%以上）可直接用于一般场合，还可以通过纯化（纯度提高到99.999%）和干燥（露点提高到-40～-90℃）的后续加工，可以作为燃料、载气、还原或保护气、冷却介质，广泛应用于国民经济的各行各业。 1.2、水电解制氢原理： 利用电能使某电解质溶液分解为其他物质的单元装置称为电解池。 任何物质在电解过程中，在数量上的变化服从法拉第定律。法拉第定律指出：电解时，在电极上析出物质的数量，与通过溶液的电流强度和通电时间成正比；用相同的电量通过不同的电解质溶液时，各种溶液在两极上析出物质量与它的电化当量成正比，而析出1克当量的任何物质都需要1法拉第单位96500库仑（26.8安培小时）的电量。水电解制氢符合法拉第电解定律，即在标准状态下，阴极析出1克分子的氢气，所需电量为53.6A/h。经过换算，生产1m3氢气（副产品0.5m3氧气）所需电量2390Ah，原料水消耗0.9kg。

10000煤制氢[1]

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：(1)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N2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，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 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

制氢装置工艺流程说明

制氢装置工艺流程说明 1.1 膜分离系统 膜分离单元主要由原料气预处理和膜分离两部分组成。 混合加氢干气经干气压缩机升压至 3.4MPa，升温至110℃，首先进入冷却器（E-102）冷却至45℃左右，然后进入预处理系统，预处理系统由旋风分离器（V-101）、前置过滤器(F-101AB)、精密过滤器(F-102AB)和加热器（E-101）组成。 预处理的目的是除去原料气中可能含有的液态烃和水，以及固体颗粒，从而得到清洁的饱和气体，为防止饱和气体在膜表面凝结，在进入膜分离器前，先进入加热器（E-101）加热到80℃左右，使其远离露点。 经过预处理的气体直接进入膜分离器（M-101），膜分离器将氢气与其他气体分离，从而实现提纯氢气的目的。 每个膜分离器外形类似一管壳式热交换器，膜分离器壳内由数千根中空纤维膜丝填充，类似于管束。原料气从上端侧面进入膜分离器。由于各种气体组分在透过中空纤维膜时的溶解度和扩散系数不同，导致不同气体在膜中的相对渗透速率不同，在原料气的各组分中氢气的相对渗透速率最快，从而可将氢气分离提纯。 在原料气沿膜分离器长度方向流动时，更多的氢气进入中空纤维。在中空纤维芯侧得到94％的富氢产品，称为渗透

气，压力为1.3 MPa（G），该气体经产品冷却器（E-103）冷却到40℃后进入氢气管网。 没有透过中空纤维膜的贫氢气体在壳侧富集，称为尾气，尾气进入制氢下工序。 本单元设有联锁导流阀（HV-103）和联锁放空阀（HV-104），当紧急停车时，膜前切断阀（HV-101）关闭，保护膜分离器，同时HV-103和HV-104自动打开，保证原料气通过HV-103直接进入制氢装置，确保制氢装置连续生产；通过HV-104的分流，可以保证通过HV-103进入制氢装置的气体流量不至于波动过大，使制氢装置平稳运行。 1.2 脱硫系统 本制氢装置原料共有三种：轻石脑油、焦化干气、加氢干气（渣油加氢干气、柴油加氢脱硫净化气、加氢裂化干气）。 以石脑油为原料时，石脑油由系统管网进入，先进入原料缓冲罐（V2001），然后由石脑油泵（P2001A、P2001B、P2001C、P2001D）抽出经加压至4.45MPa后进入原料预热炉（F2001）。钴－钼加氢脱硫所需的氢气，由柴油加氢装置来，但是一般采用南北制氢来的纯氢气或由PSA返回的自产氢经压缩机加压后在石脑油泵出口与石脑油混合，一起进入原料预热炉。 以加氢干气和焦化干气为原料时，干气首先进入加氢干气分液罐（V2002），经分液后进入加氢干气压缩机（C2001A、