CN204058400U - 一种变压吸附制氢系统原料煤气前置预处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种变压吸附制氢系统原料煤气前置预处理装置，包括洗涤塔且其内中上部设置有过滤板，所述洗涤塔在过滤板之上设置有原料煤气入口和之下设置有煤气出口，所述洗涤塔下部设置有排空阀，所述煤气出口与变压吸附制氢系统煤气入口间顺序设置有自动煤气压力调节阀和压力变送器，所述自动煤气压力调节阀和压力变送器分别与控制器信号连接。本实用新型通过洗涤塔中的过滤板对煤气进行气液分离，使煤气得到均质、稳压，冷凝下来的水、焦油、萘、灰尘等杂质可通过下部的排空阀排出；通过自动煤气压力调节阀和压力变送器与控制器连接，煤气压力调节在中控室即可完成，不需操作人员到现场，具有结构简单、成本低、除杂效果显著的特点。

Description

一种变压吸附制氢系统原料煤气前置预处理装置

技术领域

本实用新型属于煤化工技术领域，涉及一种结构简单、成本低、除杂效果显著的变压吸附制氢系统原料煤气前置预处理装置。

背景技术

变压吸附（Pressure Swing Adsorption）简称PSA，是利用固体吸附剂对多组分气体选择性吸附及吸附容量随压力变化而改变的特性，来达到分离气体的一种工艺。由于高炉煤气和焦炉煤气中含有丰富的H₂，钢铁厂或炼焦厂采用变压吸附技术可从煤气获取廉价的H₂。制氢系统是苯加氢装置的重要生产单元，该单元以煤气作为气源，利用变压吸附原理，提取煤气中的氢气，制得高纯氢气（氢气纯度大于99.9%），作为苯加氢的反应气。故此，煤气纯度及压力的稳定性对制氢单元操作和苯加氢的质量影响较大。但由于原料煤气中含有饱和水、焦油和萘雾滴、粉尘等杂质，在煤气进入变压吸附装置前，必须将这些杂质尽量除去，以利用变压吸附能生产合格的高纯氢气。

在现有的变压吸附制氢技术中，部分采用原料煤气直接进入预脱萘、精脱萘和预处理后再进行变压吸附。因煤气质量较差，吸附剂对杂质的吸附能力非常强，即使含量很少，也易在吸附剂中逐渐积累，导致吸附剂的性能下降，甚至使吸附剂中毒、失效，影响了变压吸附后产品氢气纯度，因加氢的原料气纯度达不到纯度要求，影响加氢单元生产。唯一的办法只能对各处理塔的填料进行再生或更换，不仅费用较高，且停车对生产损失较大。也有采用电捕焦油器清除焦油，或采用过滤器除去煤气中的焦油等杂质，然后进入预处理塔采用吸附剂选择性地吸附煤气中萘、焦油、HCN、H₂S等。但电捕焦油器需消耗大量的电力且维护成本高，而预处理塔吸附剂旋转吸附同样会导致杂质积累而吸附性能下降，既造成后期输出煤气品质下降，而且吸附剂成本高、维护困难，且吸附剂再生或更换同样需停车，造成生产停顿的损失，增加生产成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、成本低、除杂效果显著的变压吸附制氢系统原料煤气前置预处理装置。

本实用新型的目的是这样实现的，包括洗涤塔，所述洗涤塔内中上部设置有过滤板，所述洗涤塔在过滤板之上设置有与原料煤气管道连通的原料煤气入口和之下设置有与变压吸附制氢系统连通的煤气出口，所述洗涤塔下部设置有排空阀，所述煤气出口与变压吸附制氢系统煤气入口间顺序设置有自动煤气压力调节阀和压力变送器，所述自动煤气压力调节阀和压力变送器分别与控制器信号连接。

本实用新型通过将原料煤气自上而下的通过洗涤塔内中上部的过滤板，对原料煤气进行气液分离，使煤气得到均质、稳压，冷凝下来的水、焦油、萘、灰尘等杂质可通过下部的排空阀排出，净化后煤气从下部出口输出至变压吸附制氢系统，洗涤塔不需要额外的能源补给和消耗吸附剂等，净化成本低且工作连续。通过在煤气出口与变压吸附装置煤气入口间设置压力变送器和自动煤气压力调节阀，使煤气压力调节在中控室的控制器自动控制下即可完成压力调节，不需操作人员到现场手动调节，且输出煤气压力偏差小。因此，本实用新型具有结构简单、成本低、除杂效果显著的特点。

附图说明

图1为本实用新型原理示意图；

图中：1-洗涤塔，2-过滤板，3-煤气入口，4-煤气出口，5-排空阀，6-自动煤气压力调节阀，7-压力变送器，8-控制器，9-手动调节阀，10-煤气压缩机，11-预脱萘装置，12-精脱萘装置，13-预处理装置，14-变压吸附装置，15-H₂出口，16-解析气出口。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明，但不得以任何方式对本实用新型加以限制，基于本实用新型教导所作的任何变更或改进，均属于本实用新型的保护范围。

如图1所示，本实用新型包括洗涤塔1，所述洗涤塔1内中上部设置有过滤板2，所述洗涤塔1在过滤板2之上设置有与原料煤气管道连通的原料煤气入口3和之下设置有与变压吸附制氢系统连通的煤气出口4，所述洗涤塔1下部设置有排空阀5，所述煤气出口4与变压吸附制氢系统煤气入口间顺序设置有自动煤气压力调节阀6和压力变送器7，所述自动煤气压力调节阀6和压力变送器7分别与控制器8信号连接。

所述过滤板2设置于洗涤塔1内距离底部1/2～3/4高度处。

所述过滤板2为布置有垂直或倾斜孔眼的不锈钢板或钢网。

所述过滤板2由多层钢网错位层叠而成。

所述过滤板2孔径为8～12mm。

所述洗涤塔1内在过滤板2以上设置有喷淋口，所述喷淋口通过喷淋泵与底部或外部喷淋池连接。

所述自动煤气压力调节阀6并联设置有手动调节阀9。

本实用新型工作原理及工作过程：

本实用新型通过将原料煤气自上而下的通过洗涤塔内中上部的过滤板，原料煤气中的水蒸气和杂质冷凝于过滤板上，从而实现对原料煤气气液分离，同时还使煤气得到均质、稳压，冷凝下来的水、焦油、萘、灰尘等杂质通过洗涤塔底部的排空阀排出至污水处理装置，净化后的煤气从下部出口输出至变压吸附制氢系统。通过在煤气出口与变压吸附装置煤气入口间设置自动煤气压力调节阀和压力变送器，使煤气压力调节在中控室的控制器自动控制下即可完成调节，输出煤气压力偏差小。相比不再需要操作人员到现场手动调节，避免了手动调节因供气压力不稳定，造成调节频繁，调整效果不理想而影响后续制氢、加氢装置生产不稳定。由于本实用新型不需要额外的能源补给和消耗吸附剂等，净化成本低且工作连续、操作简单。因此，本实用新型具有结构简单、成本低、除杂效果显著的特点。

如图1所示，在现有煤气变压吸附制氢系统前增加洗涤塔1，在洗涤塔1距离容器底部2/3高度处布置有带孔眼的不锈钢过滤板2，过滤板2网眼直径为10mm，其底部带有下排冷凝液的排空阀5并与污水处理装置连接，原料煤气从上部的煤气入口3进入，其中的水、焦油、萘、灰尘等杂质通过过滤板2后冷凝，汇集到洗涤塔1下部，对过滤后的煤气起到压力缓冲、均质煤气的功能，并通过煤气出口4输出至变压吸附制氢系统。由于制氢系统入口压力要求控制在3～4KPa，因为原料煤气供气压力不稳定，手工压力调节频繁，调整效果还不理想，压力偏差甚至超过±1.5KPa，而压力的不稳定间接导致煤气压缩机一二三级的进气和排气压力的不稳定，导致送往加氢装置的产品氢气压力不稳定，影响了后续生产稳定；因此，在洗涤塔1的煤气出口4与变压吸附制氢系统输入口间增加自动煤气压力调节阀6和压力变送器7，其信号引入中控室中的控制器8，实现压力的中控调节功能，不需操作人员到现场调节。在原有的手动蝶阀9与自动煤气压力调节阀6并联，正常情况下该阀门9保留常闭状态（在检修自动煤气压力调节阀6时调节输出煤气压力），保证了压力自控系统故障或检修不会影响制氢系统的生产。净化、调压后的煤气依次通过变压吸附制氢系统的煤气压缩机10，以及内装有吸附煤气中杂质的填料（吸附剂）的预脱萘装置11、精脱萘装置12和预处理装置13，最终进入变压吸附装置14。在使用本实用新型造前，每月就得对预处理塔填料（吸附剂）进行再生，每半年需整体更换一次；使用后，煤气质量有了较大改善，且煤气压力调节灵活，产品氢气质量稳定，预处理塔填料（吸附剂）再生周期延长到半年，一年更换一次，减少了停车更换处理次数，节约了运行费用，且提高了制氢系统的开车率。

Claims (7)

1.一种变压吸附制氢系统原料煤气前置预处理装置，其特征在于包括洗涤塔（1），所述洗涤塔（1）内中上部设置有过滤板（2），所述洗涤塔（1）在过滤板（2）之上设置有与原料煤气管道连通的原料煤气入口（3）和之下设置有与变压吸附制氢系统连通的煤气出口（4），所述洗涤塔（1）下部设置有排空阀（5），所述煤气出口（4）与变压吸附制氢系统煤气入口间顺序设置有自动煤气压力调节阀（6）和压力变送器（7），所述自动煤气压力调节阀（6）和压力变送器（7）分别与控制器（8）信号连接。

2.根据权利要求1所述的前置预处理装置，其特征在于所述过滤板（2）设置于洗涤塔（1）内距离底部1/2～3/4高度处。

3.根据权利要求1或2所述的前置预处理装置，其特征在于所述过滤板（2）为布置有垂直或倾斜孔眼的不锈钢板或钢网。

4.根据权利要求3所述的前置预处理装置，其特征在于所述过滤板（2）由多层钢网错位层叠而成。

5.根据权利要求3所述的前置预处理装置，其特征在于所述过滤板（2）孔径为8～12mm。

6.根据权利要求1所述的前置预处理装置，其特征在于所述洗涤塔（1）内在过滤板（2）以上设置有喷淋口，所述喷淋口通过喷淋泵与底部或外部喷淋池连接。

7.根据权利要求1所述的前置预处理装置，其特征在于所述自动煤气压力调节阀（6）并联设置有手动调节阀（9）。