钢铁厂制氢方法的比较及选用.pdf

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1、冶金动力2014年第7期METALLURGICALPOWER总第173期16钢铁厂制氢方法的比较及选用朱晓莉(中冶赛迪工程技术股份有限公司．重庆401122)【摘要】介绍了钢铁厂几种制氢方法的比较和选取，分析了各种制氢方法的特点和适用范围，提出工程设计中应考虑的一些因素来选择制氢方案，并提出最佳制氢方案。【关键词】制氢；变压吸附；电解；转化；裂解；分解【中图分类号】，rB6【文献标识码】B【文章编号】1006-6764(2014)07-0016-03ComparisonandSelectionofHydrogenGenerationMet

2、hodsforSteelPlantsZHUXiaolif7IfCCSaidiEngtneeringTechnologyCo．，Ltd．，Chongqing401122，China)【Abstract】Comparisonandselectionofseveralhydrogengenerationmethodsforsteelplantsareintroduced，thecharacteristicsandapplicablerangeofthehydrogengenerationmethodsareanalyzed，somefactor

3、sinfluencingtheselectiontobeconsideredinprojectdesignarepresentedandthebesthydrogengenerationplanisforwarded．【Keywords】hydrogengeneration；pressurevaryingadsorption；electrolysis；transformation；pyrolysis；decomposition1前言主要设备有电解槽、整流柜、纯水设备、氢气纯氢气主要供冷轧厂作保护气体，随着钢铁企业化装置等。产品结构的不断优

4、化和冷轧产能大型化，对氢气的净化后的产品氢气纯度可达99．999％，露点可需求量也是越来越大，同时对氢气的纯度也有很高达一70℃，含氧量3mL／m。的要求，即要求提供大量的高纯度氢气，其纯度通常2．2变压吸附制氢法要求为99．99％一99．999％。利用吸附剂的选择吸附l生，在吸附塔内经过吸氢气的制取有多种方法，如常用的电解水制氢、附、均压降、顺向放压、逆向放压、升压等多个步骤，焦炉煤气变压吸附制氢、天然气转化+变压吸附制将富含氢气的混合煤气一次l生分离、除去杂质回收氢、甲醇裂解+变压吸附制氢、氨分解+变压吸附制纯氢。氢，以及膜分离和深冷

5、分离法制氢。对于焦炉煤气变压吸附制氢，通常，先用活性碳2制氢工艺等吸附剂对原料焦炉煤气进行脱焦油和脱硫处理，2．1电解水制氢法脱硫化学反应式为：最原始的就是电解水制氢。水在碱液中受直流H~S+O2(活性碳)=2H2O+2S+Q电的作用被分解成氢和氧，带液氢气经分离、洗涤、4NH3+4H2S+302=2(NH4)2S2O3冷却，最后进人氢气纯化装置净化后获得纯氢。化学2NH3+H2S+202=(NH4)2SO41反应式如下：COS+O2=CO2+S1阳极：20H一一2e=02+H20二COS+202+2NH3+H2O=(NH4)2SO4+C

6、O2阴极：2H20+2e=H2+20H一变压吸附制氢流程示意如下：电解水制氢生产流程示意如下：原料气预进化压缩一除油一预处理一PSA一氢原料水纯化处理电解槽_+分离、洗涤、冷却处气纯化一纯氢去用户理氢气纯化_+纯氢去用户原料焦炉煤气加压后进入煤气预处理系统，在2014年第7期冶金动力总第173期METALLURGICALPOWER17恒温恒压状态下除去萘、焦油、部分硫化氢、NH及400℃送脱硫工序进行加氢脱硫和氧化锌脱硫，脱HCN等微量杂质和机后气体携带的机油，再经变温硫后的天然气与蒸汽混合经预热器预热至520oC吸附除去C以上高碳烃和其

7、他微量高佛点杂质，然进人转化炉进行催化反应，得到含氢气、一氧化碳和后进入变压吸附制氢系统，利用吸附剂的选择吸附二氧化碳的转化气，热转化气经转化气锅炉换热降性，即低佛点的易挥发的氢气不易被吸附，不易挥发至40c【=进入变压吸附工序，再通过气液分离器除的其它组分在加压的情况下均被吸附剂选择性吸去液态物质，然后进入吸附塔变压吸附除去杂质组附，从而获得99．9％以上纯度的氢气，最后在脱氧塔分，得到纯度为99．999％的产品氢气。纯氢中含CO：中钯催化剂的催化作用下将氧除至2×10以下，并1mL／m3CO2：1mL／m3CH4+N2：3mL／mo经

8、干燥器干燥后得到纯氢。大部分吸附剂可再生使天然气+变压吸附制氢工艺氢气回收率用，副产品为解吸气，可作为钢铁厂其他用户的燃75％，其副产的解吸气加压后可作为锅炉燃料；热的料。转化气和废烟气的热量