CN115818570A - 甲醇、天然气协同制氢系统 - Google Patents
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Abstract
本发明甲醇、天然气协同制氢系统，包括连通PSA吸附部的甲醇制氢部和天然气制氢部，并联设置的甲醇制氢部和天然气制氢部其中之一用做日常使用制氢装备，另一用做日常使用制氢设备运维时切换使用制氢设备，形成制氢连续不间断进行的快捷制氢部切换式制氢系统；并联设置的甲醇制氢部和天然气制氢部用做对应原料成本的选择性制氢部，对应甲醇或天然气价格，进行对应选择甲醇制氢部或天然气制氢部进行制氢，形成高效成本控制的制氢切换式制氢系统。
Description
技术领域
本发明涉及清洁能源制备技术，特别涉及制氢技术领域，具体的，是一种甲醇、天然气协同制氢系统。
背景技术
氢气是理想的清洁能源，燃烧后是水，不会对环境产生污染。
现阶段一般采用甲醇制氢或天然气制氢进行氢气的获得：
甲醇制氢技术：甲醇和水作为原料，反应制得含氢混合气，混合气再通过变压吸附装置，将氢气提纯；
天然气制氢技术：以天然气和水为原料，通过转化及变换两段反应，得到含氢混合气，混合气再通过变压吸附装置，将氢气提纯。
但存在需解决问题:
现阶段一般采用甲醇制氢或天然气制氢其中之一进行氢气的制备，使用原料单一，当某一种原料紧张，或者价格较高时，装置会面临停产或者过高的制氢成本；
同时配置甲醇制氢和天然气制氢，能够解决原料单一性，但设备投资和占用场地成本高。
因此，有必要提供一种甲醇、天然气协同制氢系统来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种甲醇、天然气协同制氢系统。
本发明通过如下技术方案实现上述目的：
一种甲醇、天然气协同制氢系统，包括连通PSA吸附部的甲醇制氢部和天然气制氢部；
甲醇制氢部中：
S1)甲醇和水加压至1.5-2.0MPa后进入换热器；
S2)与来自转化器的转化气进行第一次热交换后达到150-160℃进入汽化过热器，在汽化过热器中与导热油进行第二次热交换完成汽化达到催化转化温度240-260℃后进入转化器内；
S3)同时完成催化裂解和转化反应，得到主要成分为H2的转化气，生成的高温转化气在换热器中被原料液冷却，再经冷凝器与循环冷却水冷却冷凝降温至40℃以下；
S4)进入洗涤塔净化分离转化气中未反应甲醇，洗涤后的转化气再经过气液分离罐分离掉极少量的水后进入PSA吸附部；
天然气制氢部中：
A1)天然气分成两路，一路作为燃料和变压吸附的尾气一起作为转化炉的燃料，另一路作为原料气，经脱硫压缩到2.0MPa后进入转化炉；
A2)在转化炉的炉管中850℃左右的温度下发生重整反应，得到含H2，CO,CO2,CH4的混合气；
A3)经过换热降温至350℃左右，进入到中温变换反应器，将大部分CO和水反应，得到主要含量为H2的高温转化气；
A4)高温转换气再经过换热冷却至40℃以下，和甲醇制氢的转化气一起进入PSA吸附部；
PSA吸附部进行甲醇制氢的转化气、天然制氢的转化气进行提纯。
进一步的，甲醇制氢部和天然气制氢部呈并联设置。
进一步的，并联设置的甲醇制氢部和天然气制氢部其中之一用做日常使用制氢装备，另一用做日常使用制氢设备运维时切换使用制氢设备，形成制氢连续不间断进行的快捷制氢部切换式制氢系统。
进一步的，并联设置的甲醇制氢部和天然气制氢部用做对应原料成本的选择性制氢部，对应甲醇或天然气价格，进行对应选择甲醇制氢部或天然气制氢部进行制氢，形成高效成本控制的制氢切换式制氢系统。
进一步的，PSA吸附部包括对应设置的若干吸附塔，吸附塔中装填活性氧化铝、活性炭、5A分子筛。
进一步的，吸附塔数量为五个。
进一步的，PSA吸附部将氢气提纯到99.99％以上。
与现有技术相比，本发明通过协同做业的甲醇制氢部、天然气制氢部，有效解决制氢原料单一问题，同时通过做业的甲醇制氢部、天然气制氢部实现制氢连续不间断进行、高效成本控制。
附图说明
图1是本发明的流程示意图。
具体实施方式
请参阅图1，本实施例展示一种甲醇、天然气协同制氢系统，包括连通PSA吸附部的甲醇制氢部和天然气制氢部；
甲醇制氢部中：
S1)甲醇和水加压至1.5-2.0MPa后进入换热器；
S2)与来自转化器的转化气进行第一次热交换后达到150-160℃进入汽化过热器，在汽化过热器中与导热油进行第二次热交换完成汽化达到催化转化温度240-260℃后进入转化器内；
S3)同时完成催化裂解和转化反应，得到主要成分为H2的转化气，生成的高温转化气在换热器中被原料液冷却，再经冷凝器与循环冷却水冷却冷凝降温至40℃以下；
S4)进入洗涤塔净化分离转化气中未反应甲醇，洗涤后的转化气再经过气液分离罐分离掉极少量的水后进入PSA吸附部；
天然气制氢部中：
A1)天然气分成两路，一路作为燃料和变压吸附的尾气一起作为转化炉的燃料，另一路作为原料气，经脱硫压缩到2.0MPa后进入转化炉；
A2)在转化炉的炉管中850℃左右的温度下发生重整反应，得到含H2，CO,CO2,CH4的混合气；
A3)经过换热降温至350℃左右，进入到中温变换反应器，将；
A4)大部分CO和水反应，得到主要含量为H2的高温转化气；
A5)高温转换气再经过换热冷却至40℃以下，和甲醇制氢的转化气一起进入PSA吸附部；
PSA吸附部进行甲醇制氢的转化气、天然制氢的转化气进行提纯。
其中：
甲醇制氢部和天然气制氢部呈并联设置。
可形成制氢连续不间断进行的快捷制氢部切换式制氢系统，具体为：
并联设置的甲醇制氢部和天然气制氢部其中之一用做日常使用制氢装备，另一用做日常使用制氢设备运维时切换使用制氢设备。
可形成高效成本控制的制氢切换式制氢系统，具体为：
并联设置的甲醇制氢部和天然气制氢部用做对应原料成本的选择性制氢部，对应甲醇或天然气价格，进行对应选择甲醇制氢部或天然气制氢部进行制氢。
PSA吸附部包括对应设置的若干吸附塔，吸附塔中装填活性氧化铝、活性炭、5A分子筛。
吸附塔数量为五个。
PSA吸附部将氢气提纯到99.99％以上。
与现有技术相比，本发明通过协同做业的甲醇制氢部、天然气制氢部，有效解决制氢原料单一问题，同时通过做业的甲醇制氢部、天然气制氢部实现制氢连续不间断进行、高效成本控制。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种甲醇、天然气协同制氢系统，其特征在于：包括连通PSA吸附部的甲醇制氢部和天然气制氢部；
甲醇制氢部中：
S1)甲醇和水加压至1.5-2.0MPa后进入换热器；
S2)与来自转化器的转化气进行第一次热交换后达到150-160℃进入汽化过热器，在汽化过热器中与导热油进行第二次热交换完成汽化达到催化转化温度240-260℃后进入转化器内；
S3)同时完成催化裂解和转化反应，得到主要成分为H2的转化气，生成的高温转化气在换热器中被原料液冷却，再经冷凝器与循环冷却水冷却冷凝降温至40℃以下；
S4)进入洗涤塔净化分离转化气中未反应甲醇，洗涤后的转化气再经过气液分离罐分离掉极少量的水后进入PSA吸附部；
天然气制氢部中：
A1)天然气分成两路，一路作为燃料和变压吸附的尾气一起作为转化炉的燃料，另一路作为原料气，经脱硫压缩到2.0MPa后进入转化炉；
A2)在转化炉的炉管中850℃左右的温度下发生重整反应，得到含H2，CO,CO2,CH4的混合气；
A3)经过换热降温至350℃左右，进入到中温变换反应器，将；
A4)大部分CO和水反应，得到主要含量为H2的高温转化气；
A5)高温转换气再经过换热冷却至40℃以下，和甲醇制氢的转化气一起进入PSA吸附部；
PSA吸附部进行甲醇制氢的转化气、天然制氢的转化气进行提纯。
2.根据权利要求1所述的一种甲醇、天然气协同制氢系统，其特征在于：甲醇制氢部和天然气制氢部呈并联设置。
3.根据权利要求2所述的一种甲醇、天然气协同制氢系统，其特征在于：并联设置的甲醇制氢部和天然气制氢部其中之一用做日常使用制氢装备，另一用做日常使用制氢设备运维时切换使用制氢设备，形成制氢连续不间断进行的快捷制氢部切换式制氢系统。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种甲醇、天然气协同制氢系统，其特征在于：并联设置的甲醇制氢部和天然气制氢部用做对应原料成本的选择性制氢部，对应甲醇或天然气价格，进行对应选择甲醇制氢部或天然气制氢部进行制氢，形成高效成本控制的制氢切换式制氢系统。
5.根据权利要求4所述的一种甲醇、天然气协同制氢系统，其特征在于：PSA吸附部包括对应设置的若干吸附塔，吸附塔中装填活性氧化铝、活性炭、5A分子筛。
6.根据权利要求5所述的一种甲醇、天然气协同制氢系统，其特征在于：吸附塔数量为五个。
7.根据权利要求6所述的一种甲醇、天然气协同制氢系统，其特征在于：PSA吸附部将氢气提纯到99.99％以上。
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