【正文】 站與其他車間呈L形、П形、Ш形毗連布置。1 按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的規(guī)定，甲類生產(chǎn)類別、單層廠房、二級(jí)耐火等級(jí)時(shí)，防火分區(qū)的最大允許占地面積為3000m2?？紤]到氫氣的爆炸著火范圍寬，點(diǎn)火能低，爆炸威力大，為了保證氫氣生產(chǎn)的安全和一旦發(fā)生事故后減少損失，本條規(guī)定毗連的氫氣站站房面積不應(yīng)超過1000m2，為防火分區(qū)最大允許占地面積的1／3。2 氫氣生產(chǎn)過程中，有氫氣泄漏的可能，為確保安全生產(chǎn)，氫氣站不得同明火或散發(fā)火花的生產(chǎn)車間、場所布置在同一建筑物內(nèi)，如：熱處理車間、焊接車間、鍛壓車間、汽車庫、鍋爐房等。與氫氣站毗連的其他車間的建筑耐火等級(jí)，應(yīng)與氫氣站一致，不應(yīng)低于二級(jí)。3 據(jù)對(duì)國內(nèi)已經(jīng)建成投產(chǎn)的氫氣站的調(diào)查，一些單位為了減少占地面積，方便運(yùn)行和管理，降低基本建設(shè)投資，在符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的規(guī)定的前提下，經(jīng)有關(guān)部門的審查批準(zhǔn)，將氫氣站與冷凍站、壓縮空氣站、氮氧站等動(dòng)力站或其他車間以L形、П形、Ш形毗連布置。3．0．6 制定本條的依據(jù)是：1 按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《氫氣使用安全技術(shù)規(guī)程》中規(guī)定：當(dāng)氫氣實(shí)瓶數(shù)量不超過60瓶時(shí)，可與耐火等級(jí)不低于二級(jí)的用氫廠房毗連；2 美國防火標(biāo)準(zhǔn)NFPA51中規(guī)定：在建筑物內(nèi)儲(chǔ)存的燃?xì)鈿馄浚谑褂没蜻B接后準(zhǔn)備使用者外，乙炔及非液化氣體的儲(chǔ)存量不應(yīng)超過2500立方英尺(約70m3)；3 根據(jù)對(duì)一些用氫量較小的用氫單位的調(diào)查，許多單位在用氫車間設(shè)有氫氣匯流排和儲(chǔ)存少量氫氣鋼瓶，其布置方式是設(shè)在廠房端部或靠外墻或與用氫車間毗連的專用房間內(nèi)。當(dāng)使用氫氣的工廠采用鄰近工廠管道輸送氫氣供應(yīng)時(shí)，是按供應(yīng)氫氣和使用氫氣的技術(shù)參數(shù)，在供氫站內(nèi)設(shè)置必要的增壓、儲(chǔ)存、純化裝置。若供氫站的占地面積不超過500m2時(shí)，為了方便管理，減少占地面積，可與耐火等級(jí)不低于二級(jí)的用氫車間或其他非明火作業(yè)的丁、戊類車間毗連。由于此類供氫站內(nèi)設(shè)備布置較緊湊，廠房不高，一般通風(fēng)條件較制氫間差，為從嚴(yán)控制，本條規(guī)定毗連布置的站房面積不得超過500m2，比本規(guī)范第3．0．5條減少1／2。據(jù)調(diào)查，國內(nèi)此類供氫站運(yùn)行中采取如下做法：南京某廠使用鄰近的某化肥廠用管道輸送的氫氣，在廠內(nèi)的用氫車間內(nèi)設(shè)有穩(wěn)壓裝置和氫氣壓縮機(jī)；自貢某廠從鄰近氯堿廠用管道輸送氫氣，在廠內(nèi)用氫車間設(shè)有增壓、凈化裝置的供氫站；北京某廠從鄰近工廠用管道輸送的氫氣，在廠內(nèi)設(shè)有氫氣純化裝置等的供氫站。這些供氫站的占地面積均未超過500m2 4 工藝系統(tǒng)4．0．1 本條規(guī)定了確定氫氣站制氫系統(tǒng)類型的主要因素。1 氫氣廣泛用于電子、冶金、電力、建材、石油化工等行業(yè)，由于用途不同，要求供應(yīng)的氫氣純度、壓力等技術(shù)參數(shù)均不相同，表2是各行業(yè)使用氫氣的主要技術(shù)參數(shù)。2 各行各業(yè)使用氫氣的企業(yè)，由于產(chǎn)品品種、產(chǎn)能規(guī)模的不同和電力供應(yīng)、含氫原料氣供應(yīng)的差異，需要經(jīng)過比較選擇合適的制氫方法和適用的制氫工藝系統(tǒng)，所以本條提供了確定制氫工藝系統(tǒng)類型的基本因素，供氫氣站設(shè)計(jì)人員參照?qǐng)?zhí)行。如：某用氫企業(yè)地處水力發(fā)電十分豐富的地區(qū)或者當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)谷段電價(jià)低廉，而該單位的氫氣用量不大，若自建氫氣站時(shí)，可選用比小時(shí)用氫量大的壓力型水電解制氫系統(tǒng)，在電網(wǎng)谷段生產(chǎn)氫氣儲(chǔ)存在壓力氫氣罐內(nèi)，利用水電價(jià)廉或峰谷電價(jià)差，降低氫氣成本，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較可在較短時(shí)間回收所增加的建設(shè)投資時(shí)。同上一例，若該用氫企業(yè)鄰近處有豐富、低廉的副產(chǎn)氫氣(焦?fàn)t煤氣、氯堿廠副產(chǎn)氫等)時(shí)，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，也可采用變壓吸附法提純氫獲得所需的氫氣。目前國內(nèi)商業(yè)化的制氫系統(tǒng)主要有兩大類，一是水電解制氫系統(tǒng)，這是采用水電解法制取氫氣、氧氣。此類系統(tǒng)按操作壓力劃分為常壓型、壓力型，按產(chǎn)品氫氣純度劃分為普氣型、純氣型。目前水電解制氫系統(tǒng)氫產(chǎn)量最大為350Nm3／h，但制氣能力可達(dá)500Nm3／h。水電解制氫系統(tǒng)具有氫氣純度高、維護(hù)操作方便，但電能消耗較大；二是變壓吸附法(簡稱PSA法)提純氫系統(tǒng)，這類系統(tǒng)因原料氣的不同，其提純氫系統(tǒng)有不同的設(shè)備配置。PSA提純氫系統(tǒng)有普氣型、純氣型，國產(chǎn)PSA提純氫系統(tǒng)的最大處理能力達(dá)20萬～30萬Nm3／h。只要需用氫氣的企業(yè)、地區(qū)有合適的原料氣，如煤制合成氣、天然氣、煤層氣、焦?fàn)t煤氣、氯堿廠副產(chǎn)氫氣、石油煉廠含氫氣體和甲醇轉(zhuǎn)化氣等，且氫氣用量較大，均以采用PSA提純氫系統(tǒng)為宜。鑒于上述兩大類制氫系統(tǒng)的特點(diǎn)，本條規(guī)定：氫氣站的制氫系統(tǒng)類型的選擇，應(yīng)按氫氣站的規(guī)模；當(dāng)?shù)氐馁Y源或含氫原料氣狀況；產(chǎn)品氫的純度、雜質(zhì)含量和壓力等要求。經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。4．0．2 本條是水電解制氫系統(tǒng)應(yīng)設(shè)有的裝置要求。1 水電解制氫過程中，目前還主要采用石棉隔膜布將氫電解小室和氧電解小室分別制取的氫氣、氧氣分隔，使水電解制氫裝置不會(huì)發(fā)生氫氣、氧氣相互摻混形成爆鳴氣。但石棉布必須浸泡在電解液中，呈現(xiàn)濕潤狀態(tài)方能起到分隔氫氣、氧氣的作用。因此，在水電解制氫裝置運(yùn)行中，必須確保氫、氧側(cè)(陰極、陽極側(cè))的壓力差不能過大，若超過某一設(shè)定值后，就會(huì)造成某一電解小室或多個(gè)電解小室的“干槽”現(xiàn)象，從而使氫氣、氧氣互相摻混，降低氫氣或氧氣的純度，嚴(yán)重時(shí)形成爆炸混合氣。這是十分危險(xiǎn)的，極易引起事故的發(fā)生。所以本款規(guī)定：應(yīng)設(shè)置壓力調(diào)節(jié)裝置，以確保氫氣、氧氣之間的壓差設(shè)定值。氫、氧氣之間的壓差值的規(guī)定，與水電解制氫裝置的氣道與隔膜框的結(jié)構(gòu)尺寸有關(guān)。我們?cè)谡{(diào)查統(tǒng)計(jì)國內(nèi)外商品化生產(chǎn)的水電解槽有關(guān)結(jié)構(gòu)尺寸的基礎(chǔ)上，在本款中規(guī)定水電解槽出口氫氣、。此值均小于現(xiàn)有水電解槽氣道至隔膜框上石棉布的距離，并有一定的富裕度。2 鑒于水電解制氫裝置在開車、停車或發(fā)生事故時(shí)，都應(yīng)將純度不合格的氣體或置換氣體排入大氣，只有在經(jīng)過取樣分析，氣體純度符合規(guī)定后，才能把氣體送入氣體總管。為此，本款規(guī)定：每套水電解制氫裝置的氫氣、氧氣出氣管與氫氣、氧氣總管之間，應(yīng)設(shè)置放空管、切斷閥和取樣分析閥。3 本款規(guī)定：在水電解制氫系統(tǒng)中，應(yīng)設(shè)有原料水制備裝置，包括原料水箱、原料水泵等。水電解制氫的原料水系統(tǒng)與其工作壓力有關(guān)，常壓水電解制氫系統(tǒng)的原料水都是定期用原料水泵注入高位水箱，再由高位水箱定期或連續(xù)地流入水電解槽，補(bǔ)充原料水；壓力型水電解制氫系統(tǒng)的原料水是定期或連續(xù)(手動(dòng)或自動(dòng))地用原料水泵直接注入或注入平衡水箱，在平衡水箱內(nèi)接有氣體平衡管，使平衡水箱內(nèi)的壓力與制氫系統(tǒng)內(nèi)氣體壓力一致，確保原料水順利流入水電解槽。致于原料水箱中的原料水從何處引入，則與各企業(yè)的具體條件有關(guān)，各行各業(yè)的用氫企業(yè)差異較大，所以本規(guī)范對(duì)原料水來源不作規(guī)定。但是無論是何種情況、何種水電解制氫裝置，均需設(shè)有原料水箱、原料水泵，而原料水泵出口壓力只與水電解制氫系統(tǒng)的工作壓力有關(guān)，為此本條對(duì)原料水供應(yīng)只作基本內(nèi)容的規(guī)定。4 水電解制氫系統(tǒng)所需堿液(電解液)都是在氫氣站內(nèi)進(jìn)行配制；在水電解槽檢修時(shí)，為減少消耗和改善環(huán)境，都是將水電解槽中的堿液回收后重復(fù)使用，因此，本款規(guī)定：水電解制氫系統(tǒng)應(yīng)設(shè)有堿液配制、回收裝置。水電解槽運(yùn)行時(shí)，電解液(堿液)在水電解槽、分離器、冷卻器之間不斷循環(huán)，帶走水電解過程產(chǎn)生的熱量。為避免電解液中過多的雜質(zhì)堵塞進(jìn)液孔或出氣孔或在電解小室內(nèi)沉積機(jī)械雜質(zhì)，為提高水電解槽使用壽命和電能效率，在水電解制氫系統(tǒng)的堿液循環(huán)管道上，均設(shè)有堿液過濾器。為確保水電解槽的正常運(yùn)行，本款規(guī)定：“水電解槽入口應(yīng)設(shè)堿液過濾器”。在一些企業(yè)的水電解制氫系統(tǒng)的堿液制備、循環(huán)管路上，不僅在水電解槽入口設(shè)有堿液過濾器，還在堿液配制箱出口管路等處設(shè)有堿液過濾器。4．0．3 制定本條的依據(jù)是： 1 水電解制氫系統(tǒng)在制取氫氣的同時(shí)也產(chǎn)生氧氣，產(chǎn)量為氫氣量的一半。氧氣若回收使用，可提高氫氣站的經(jīng)濟(jì)效益，節(jié)約電能，相應(yīng)降低氫氣的單位能耗。當(dāng)氫氣站所在單位使用氧氣時(shí)，可采用中壓或低壓氧氣管道輸送；當(dāng)所在單位不使用或少量使用氧氣時(shí)，則需將氧氣加壓灌瓶外銷。據(jù)調(diào)查了解，近年來許多采用水電解制氫的氫氣站都回收氧氣使用或灌瓶外銷。如：上海某廠氫氣站，氫氣生產(chǎn)能力為150m3／h，氧氣生產(chǎn)能力為75m3／h，在進(jìn)行氫氣站技術(shù)改造時(shí)，增加了氧氣回收灌瓶系統(tǒng)，增加建筑面積300m2和600m3氧氣罐1只、氧氣壓縮機(jī)2臺(tái)，每天可提供360瓶氧氣，既增加了收入，每年又可節(jié)約電能75萬kWh。江蘇化工廠氫氣站副產(chǎn)氧氣回收灌瓶多年，氧氣灌瓶可達(dá)1500瓶／d，取得了較好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。為此本條規(guī)定，可根據(jù)工廠的具體情況，采用不同方式回收利用。2 目前許多工廠已將氧氣灌瓶外銷，并積累了許多有益的經(jīng)驗(yàn)。但嚴(yán)格控制水電解氧氣的純度至關(guān)重要，若純度降低或不穩(wěn)定，將使瓶裝氧氣質(zhì)量下降。嚴(yán)重時(shí)，還可能造成氧氣純度較大幅度降低，以至形成爆炸混合氣，將會(huì)發(fā)生爆炸事故。據(jù)了解，與電解氧回收利用相關(guān)的爆炸事故時(shí)有發(fā)生。為防止電解氧氣灌瓶及使用中爆炸事故的發(fā)生，本條規(guī)定：當(dāng)回收電解氧氣時(shí)，必須設(shè)置氧中氫自動(dòng)分析和手工分析儀裝置。之所以還須設(shè)手工分析裝置，是為了更為嚴(yán)格地、可靠地確保安全；定期采用手工分析，既能校核自動(dòng)儀表可靠性，又可提高操作人員的安全生產(chǎn)意識(shí)。同時(shí)，還應(yīng)設(shè)氧中氫含量報(bào)警裝置。3 若氧氣不回收直接排入大氣時(shí)，對(duì)常壓型水電解制氫系統(tǒng)需設(shè)置氧氣調(diào)節(jié)水封；利用水封高度，保持氫側(cè)、氧側(cè)的壓力平衡；壓力型水電解制氫系統(tǒng)可設(shè)氧氣排空水封，以便壓力調(diào)節(jié)裝置的正常運(yùn)行，保持氫側(cè)、氧側(cè)壓力平衡。水封高度約為1500mm。如：在電力系統(tǒng)用于氫冷火力發(fā)電機(jī)組供應(yīng)氫氣的氫氣站，通常裝設(shè)產(chǎn)氫量5～10Nm3／h水電解制氫裝置制取氫氣；氧氣產(chǎn)量較小，各發(fā)電廠氫氣站都不回收電解氧氣，均設(shè)有氧氣排空水封，其水封高度約1500mm。4．0．4 變壓吸附提純氫系統(tǒng)設(shè)置通常應(yīng)根據(jù)下列因素確定：1 變壓吸附的原理是基于不同的氣體組分在相同的壓力下在吸附劑上的吸附能力有差異，同一氣體組分在不同的壓力下在吸附劑上的吸附能力亦有差異的特性。通常周期性的壓力變化，實(shí)現(xiàn)氣體的分離提純和被吸附氣體的解吸。原料氣組成的差異直接影響系統(tǒng)的配置，組成復(fù)雜的原料氣，根據(jù)其雜質(zhì)的成分及含量應(yīng)增設(shè)預(yù)處理設(shè)施，且雜質(zhì)組成將直接影響產(chǎn)品氫的收率。原料氣的壓力、組成決定選用吸附劑的類型、配比及用量。2 產(chǎn)品氫氣的壓力取決于吸附壓力的選擇，若超出吸附壓力，需增設(shè)產(chǎn)品增壓系統(tǒng)。氫氣的純度決定系統(tǒng)設(shè)置，一般氫氣純度要求可通過變壓吸附分離直接得到滿足，對(duì)雜質(zhì)含量有特殊要求者還應(yīng)增設(shè)產(chǎn)品氫純化系統(tǒng)。如焦?fàn)t煤氣變壓吸附制氫裝置的脫氧及干燥系統(tǒng)。3 氫氣使用的連續(xù)性決定設(shè)備的配置，連續(xù)性較強(qiáng)的變壓吸附提純氫氣系統(tǒng)中配置的活塞式壓縮機(jī)、真空泵等配套設(shè)備均應(yīng)設(shè)備用，吸附器及閥門的配置應(yīng)實(shí)現(xiàn)程序控制閥及儀表等的在線維修。氫氣負(fù)荷變化可通過多床吸附器的切換及調(diào)整吸附時(shí)間來實(shí)現(xiàn)。4 變壓吸附提純氫系統(tǒng)的配置和壓力的選擇，在一定的范圍內(nèi)吸附壓力高有利于吸附過程向正方向進(jìn)行，可減少吸附劑的用量，但是增加了設(shè)備的成本及能耗。采用抽真空解吸的變壓吸附提氫工藝與常壓解吸工藝比較，前者可增加氫氣的回收率，但同時(shí)又增加設(shè)備的投資及能耗。所以，變壓吸附提純氫工藝的設(shè)置在滿足工藝要求的同時(shí)應(yīng)考慮技術(shù)經(jīng)濟(jì)因素。4．0．5 變壓吸附提純氫系統(tǒng)，通常應(yīng)設(shè)有下列裝置：1 原料氣中一些在變壓吸附系統(tǒng)吸附劑上通過常規(guī)降壓手段難于解吸或可使吸附劑中毒失效的雜質(zhì)組分，必須在變壓吸附前增設(shè)預(yù)處理系統(tǒng)。如通過在變壓吸附前設(shè)變溫吸附預(yù)處理裝置可脫除高碳烴類的雜質(zhì)；增加脫硫工序可脫除原料氣中的硫化物等。2 ～ MPa，吸附劑吸附雜質(zhì)的能力降低，不能保證提純氫氣的純度及裝置的處理能力，對(duì)提高氫氣收率也不利。需增加原料氣增壓設(shè)施，以保證吸附壓力，或滿足用戶對(duì)氫氣壓力的需求。3 變壓吸附提純氫氣裝置包括吸附器組、吸附劑、程序控制閥及控制系統(tǒng)。吸附器組及程序控制閥是變壓吸附提純氫裝置的主要組成部分。4 變壓吸附提純氫裝置氫氣的輸出雖然是連續(xù)的，但隨著時(shí)序的變化，每個(gè)周期輸出的氫氣氣量和壓力均有一定的波動(dòng)，故增設(shè)氫氣緩沖罐可使輸出氫氣的壓力波動(dòng)減少、流量穩(wěn)定。每個(gè)周期內(nèi)輸出的解吸氣是不連續(xù)的，如果對(duì)解吸氣有連續(xù)性和穩(wěn)定性的要求，則應(yīng)增設(shè)解吸氣緩沖罐。5 視原料氣的組成情況，通常提純氫氣后的解吸氣熱值增高，可通過增壓返回到廠區(qū)燃料氣管網(wǎng)作氣體燃料，回收能量。4．0．6 甲醇制氫系統(tǒng)，通常應(yīng)設(shè)有下列裝置：1 原料甲醇及脫鹽水的儲(chǔ)存、輸送裝置。甲醇裂解制氫的原料是甲醇和脫鹽水，甲醇儲(chǔ)罐是必不可少的設(shè)備。 MPa、220～280℃下，在專用催化劑上進(jìn)行，所以甲醇或脫鹽水均需通過泵輸送到反應(yīng)器中；2 甲醇裂解裝置的主要設(shè)備是甲醇轉(zhuǎn)化反應(yīng)器，甲醇轉(zhuǎn)化反應(yīng)在此進(jìn)行。根據(jù)反應(yīng)溫度的要求，外部供熱一般采用加熱導(dǎo)熱油為反應(yīng)器提供熱量；通過增設(shè)換熱器回收轉(zhuǎn)化器的熱量，以達(dá)到熱量的合理利用。因此，甲醇轉(zhuǎn)化制氫系統(tǒng)應(yīng)設(shè)有甲醇轉(zhuǎn)化反應(yīng)器及其輔助裝置，如加熱爐或加熱器、熱回收設(shè)備等；3 甲醇轉(zhuǎn)化反應(yīng)的轉(zhuǎn)化氣組成：H2為73％～74％，C02為23％～％，CO為0～％，其余為甲醇及飽和水。為獲得純氫產(chǎn)品應(yīng)設(shè)置變壓吸附裝置，經(jīng)分離可獲得99％～％純度的氫氣。4．0．7 為防止氫氣壓縮機(jī)的吸氣管道產(chǎn)生負(fù)壓和制氫裝置出口氫氣壓力波動(dòng)，并由此引起制氫裝置不能正常運(yùn)行或發(fā)生空氣滲入氫氣系統(tǒng)形成爆炸混合氣。為此，本條規(guī)定氫氣壓縮機(jī)前應(yīng)設(shè)氫氣緩沖罐。據(jù)調(diào)查了解，氫氣站內(nèi)設(shè)有多臺(tái)氫氣壓縮機(jī)時(shí)，許多單位都是采用從同一氫氣管道吸氣，所以本條作了“數(shù)臺(tái)氫氣壓縮機(jī)可并聯(lián)從同一氫氣管道吸氣”的規(guī)定。同時(shí)為確保安全生產(chǎn)，本條還規(guī)定凡數(shù)臺(tái)氫氣壓縮機(jī)經(jīng)同一根吸氣管吸氣時(shí)，應(yīng)裝設(shè)確保氫氣保持正壓的措施，如設(shè)氫氣壓力報(bào)警、回流調(diào)節(jié)裝置、氫氣壓縮機(jī)的進(jìn)氣管與排氣管之間設(shè)旁通管等措施。為了使中、低壓氫氣壓縮機(jī)在開車、調(diào)節(jié)負(fù)荷時(shí)，不會(huì)發(fā)生大量氫氣排入大氣，提高運(yùn)行安全度，減少氫氣排放量，節(jié)約電能。本條規(guī)定在中、低壓氫氣壓縮機(jī)的進(jìn)氣、排氣管之間，應(yīng)設(shè)回流旁通管?；亓髋酝ü苌系恼{(diào)節(jié)閥在氫氣壓縮機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，一般適當(dāng)開啟，氫氣回流以減少氫氣壓縮機(jī)的開停次數(shù)，有利于氫氣站的安全運(yùn)行。回流旁通管上的調(diào)節(jié)閥一般采用手動(dòng)、氣動(dòng)、自力式等。4．0．8 氫氣壓縮機(jī)的安全保護(hù)裝置的設(shè)置，是確保其安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行的重要保證，也是確保氫氣站安全運(yùn)行的重要條件，因此本條為強(qiáng)制性條文。本條第1款的規(guī)定，是對(duì)氫氣壓縮機(jī)進(jìn)行超壓保護(hù)，確保安全、