变压吸附制氢工艺填料结构优化与尾气回收方案探讨.doc

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1、变压吸附制氢工艺填料结构优化与尾气回收方案探讨薛垂义邵传收董凯王雪晗摘要：针对济钢冷轧焦炉煤气变压吸附制氢机组存在的实际问题进行分析，通过对脱硫罐和预处理罐填料结构进行优化，解决了机组因脱硫、脱萘不充分导致设备故障频繁，机组作业率降低的问题；通过对制氢尾气的回收利用，解决了90%以上的尾气放散，节约了能源，保护了环境，改造基本达到了预期目的。关键词：焦炉煤气；变压吸附；制氢工艺；结构优化；尾气回收OptimumPackingStructureandDiscussiononExhaustRecoveryofPressureSwingAdsorptionHydrogenMa

2、kingProcessXUEChui-yi，SHAOChuan-shou，DongKai，WANGXue-han（ColdRollingDept.,JinanIronandSteelCo.,Ltd.,Jinan250101,Shandong,China）Abstract：BasedonthepracticalquestionsthattheunitofpressureswingadsorptionhydrogenmakingfromcokeovengasofthecoldrollingofJinanIron&SteelCo.,，packingstructureofthe

3、desulphurizingdispenserandthepretreatmentdispenserareoptimized,thequestionsoffrequentequipmenttroublesandthelowavailabilityoftheunitaresolvedbecauseofinadequatedesulphurizationanddenaphthalen1zation.Throughrecoveryandutilizationofexhaustfromhydrogenmaking,over90%exhaustdischargingissolve

4、d，notonlyitachievesenergysaving,butalsoenvironmentalprotection，thereformationachievesbasicallyitsanticipatedgoal.Keywords：cokeovengas；pressureswingadsorption；hydrogenmakingprocess；optimumstructure；exhaustrecovery1引言变压吸附（PressureSwingAdsorption）技术是利用吸附剂表面对于气体分子的物理吸附为基础，利用吸附剂在等压下易吸附高沸点组分，不

5、易吸附低沸点组分，在压力增加情况下吸附增加，压力减小情况下吸附减少的特性，在压力下吸附、减压下解吸的循环过程就是变压吸附工艺过程。焦炉煤气变压吸附制氢工艺是利用变压吸附原理，焦炉煤气在经过吸附剂填料时，相对于氢气沸点较高的其他气体组分被选择的吸附在吸附剂上，氢气则通过吸附剂，从而达到氢气与其他气体组分的分离。然后在减压升温条件下，吸附剂上的其他气体组分发生有效脱离，达到吸附剂的再吸附。2济钢焦炉煤气变压吸附制氢工艺济钢冷轧厂焦炉煤气变压吸附制氢机组是全氢光亮罩式退火工艺和镀锌还原退火工艺的配套机组，该机组的稳定运行对退火和镀锌两机组的稳定生产至关重要，其工艺流程如图1所

6、示：焦炉煤气通过管道首先进入脱硫罐进行脱硫脱水处理，然后进入一级压缩单元，经过一级压缩后，焦炉煤气压力增至0.22MPa（G），再进入预处理罐进行脱萘脱水处理，经脱硫、脱萘、脱水后，焦炉煤气依次进入二级压缩、三级压缩单元，经三级压缩后，煤气压力变为约1.7MPa（G），再到变压吸附罐进行变压吸附制氢，最后进入制氢精制工序。整个流程分煤气预处理（脱硫脱萘脱水）、煤气压缩（1级、2级、3级）、变压吸附制氢、氢气精制4个工序，其中煤气预处理和氢气精制为变温吸附（TemperatureSwingAdsorption），变压吸附制氢为变压吸附。氢气精制焦炉煤气一级压缩预处理罐二级

7、压缩变压吸附罐解析气脱硫罐三级压缩图1焦炉煤气变压吸附制氢工艺流程机组设计的主要工艺参数：氢气产量：600m3/h；氢气纯度：H2≥99.999％，O2≤1×10-6，露点（常压）≤-60℃；出口压力：≥1.5MPa(G)；出口温度：≤40℃。3问题的提出（1）工艺填料结构不合理，设备故障率高制氢用焦炉煤气中的硫化氢、萘和水严重影响着制氢机组的运行，由于工艺填料结构存在缺陷，对硫化氢、萘和水的去除不充分，导致制氢机组因煤气杂物过多而引发故障频繁，设备状态无法预控，机组的连续有效运行时间不足1周，严重影响和制约着生产。（2）尾气不能回收利用