變壓吸附制氫氣體分離技術(shù)-文庫吧
2025-09-23 10:23 本頁面
【正文】 利用焦?fàn)t煤氣生產(chǎn)純 H2(PSA 法 )，在我國已有多年的歷史，其生產(chǎn)技術(shù)成熟，經(jīng)濟合理，特別是與水電解法制 H2比較，效益更顯著。水電解法生產(chǎn) H2，耗 電為 度 /m3，而利用焦?fàn)t煤氣生產(chǎn) H2，僅耗電 度 /m3，當(dāng)生產(chǎn)規(guī)模為1000Nm3/h 的制 H2裝置，每年節(jié)約電費 500~800 萬元 (人民幣 )，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1000Nm3/hPSA 法制 H2裝置的總投資。 H2 的主要用途： 本文將重點介紹如何利用 PSA 法從焦?fàn)t煤氣中回收提純 H2。 生產(chǎn)甲醇 由于焦?fàn)t煤氣中 CH4 含量為 26~28%，恰為天然氣生產(chǎn)甲醇的一段出口的CH4 含量范圍。因此，焦?fàn)t氣制甲醇可以省去天然氣制甲醇工藝一段爐，直接進入二段爐進行轉(zhuǎn)化，這樣大大減少了建設(shè)投資。只要將焦?fàn)t煤氣中的 CH4 轉(zhuǎn)化成 CO 和 H2，即可滿足甲醇合成氣的要求。其反應(yīng)： CH4＋ O2→CO 2＋ 2H2 CH4＋ H2O→CO ＋ 3H2 CH4＋ CO2→2CO ＋ 2H2 防積碳反應(yīng)： C＋ H2O→CO ＋ H2 甲醇合成反應(yīng)： CO＋ 2H2→CH 3OH CO2＋ 3H2→CH 3OH＋ H2O 燃料結(jié)構(gòu)面臨調(diào)整給甲醇工業(yè)帶來光明前景 隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，我國石油消費總量迅速上升。 2020 年我國原油消耗 億噸，生產(chǎn) 億噸，進口 億噸。專家預(yù)計 2020 年石油消費總量將達到 億噸 /年，而國內(nèi)石油資源較為缺乏，在未來 20 年國內(nèi)產(chǎn)量僅能維持在 ～ 億噸 /年，進口要求將升至 ～ 億噸 /年。 如此大量依賴國際市場進口石油，使能源供應(yīng)的安全問題十分突出。因此 第九屆人大第四次會議批準(zhǔn)的《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十五年計劃綱要》中提出今后的能源方針是“能源建設(shè)要發(fā)揮資源優(yōu)勢，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，提高利用率，加強環(huán)境保護”。 在石油的總消耗中，燃料的消耗比重遠(yuǎn)大于石油化工的比重。能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，重點是在燃料結(jié)構(gòu)的調(diào)整。近年來，各省和地區(qū)先后加速了代用油品的步伐，其中包括： 1)繼續(xù)在發(fā)電工業(yè)中推廣煤代天然氣；推廣水煤漿和煤粉為燃料工業(yè)鍋爐。 2)用天然氣代替城市液化石油氣燃料，發(fā)展 CNG 和 LNG 汽車。 3)推廣糧食、玉米、木薯、秸桿、甘蔗楂等為原料制乙醇；發(fā)展乙醇燃料。 4)發(fā)展甲醇汽車，和甲醇為原料的燃料電池技術(shù)。 5)用二甲醚代替 LPG 和開發(fā)二甲醚柴油車。 6)發(fā)展天然高碳脂肪酸甲酯代柴油。 上述代油的措施已展露生機，并穩(wěn)步推進，其許多方面均與甲醇密切相關(guān)。 例如： 甲醇代用燃料 M M1 M85和甲醇汽車已有很好的推廣基礎(chǔ)。 7)甲醇制二甲醚技術(shù)十分成熟。 8)甲醇可以制造 MTBE、 DMC、高碳脂肪酸甲酯等油品添加劑。 隨著甲醇汽車，二甲醚柴油車的推廣，甲醇將 從化工原料一躍而成為液體燃料。需求量將成倍增長；我國國目前汽油消耗 3700 萬噸 /年，若 1/5 油為甲醇代替，則甲醇之需求 1332 萬噸 /年，為現(xiàn)有生產(chǎn)量 4 倍?？梢娙剂辖Y(jié)構(gòu)的調(diào)整將為甲醇工業(yè)帶來極為光明的前景。 生產(chǎn)直接還原鐵 焦?fàn)t煤氣經(jīng)加氧熱裂解成還原性后 (H2＝ 70%， CO＝ 30%)，作為氣基豎爐的還原性氣體的氣源，生產(chǎn)直接還原鐵是焦?fàn)t煤氣利用和重要途徑，對缺少天然氣而大量富余的焦?fàn)t煤氣地區(qū)，生產(chǎn)直接還原鐵提供最佳的氣體資源，是未來鋼鐵企業(yè)中生產(chǎn)直接還原鐵的最佳工藝選擇。 發(fā)電 焦 爐煤氣可通過蒸汽、燃?xì)廨啓C和內(nèi)燃機等 3 種方式發(fā)電。蒸汽發(fā)電機組由鍋爐、凝汽式汽輪機的發(fā)電機組成。即以焦?fàn)t煤氣作為蒸汽鍋爐的燃料產(chǎn)生高壓蒸汽，帶動汽輪機的發(fā)電機組發(fā)電。此技術(shù)成熟可靠，已在國內(nèi)焦化行業(yè)中廣泛應(yīng)用。 四、焦?fàn)t煤氣提氫 國外工藝技術(shù)概況 目前，烴類蒸汽轉(zhuǎn)化約占全球制氫能力的 95%，在北美煉廠 H2的需求有40~45%來自天然氣制 H2，西歐有 30~35%來自天然氣制 H2。天然氣是蒸汽轉(zhuǎn)化制H2的
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