變壓吸附制氫氣體分離技術(shù)-文庫(kù)吧資料
2024-11-04 10:23本頁(yè)面
【正文】 技術(shù)已在世界范圍內(nèi)成為提純 H2的主要分離方法，并成功用于 CO CO、 N O CH4等氣體的分離提純和其它工業(yè)氣體的凈 化。吸附技術(shù)早期的應(yīng)用是用于工業(yè)氣體的干燥和凈化。國(guó)內(nèi)其它化工企業(yè)如合成氨裝置、甲醇裝置將含 H2尾氣等氣體利用 PSA 法回收 H2。 要限于各自行業(yè)的焦?fàn)t氣、煉廠氣、石腦氣等，生產(chǎn)規(guī)模普遍較小，基本上是自給自足型。 電解水制 H2工藝是一種昂貴的制 H2技術(shù)，此技術(shù)只有利用夜間過(guò)剩電力或可再生能源獲得的電力如太陽(yáng)能發(fā)電和水電時(shí)經(jīng)濟(jì)上才合理。但該工藝因需配套空分裝置，投資大、能耗高，更適合于重組分的原料制 H2。其中 CO 變換為 )Linde 公司專有的等溫變換工藝。已建有 20 套裝置。 5)Lurgi 公司工藝 由進(jìn)料預(yù)處理、預(yù)轉(zhuǎn)化、烴類(lèi)蒸汽轉(zhuǎn)化、 CO 變換的 PSA 提純系統(tǒng)組成。 4)TECHNIP(KTI)公司工藝 由進(jìn)料預(yù)處理、預(yù)轉(zhuǎn)化、烴類(lèi)蒸汽轉(zhuǎn)化、 CO 變換的 PSA 提純系統(tǒng)組成。 3)Foster Wheeler 公司工藝 工藝相似于采用烴類(lèi)轉(zhuǎn)化制 H2(含變換轉(zhuǎn)化 )和 PSA 提純相結(jié)合的工藝。已建有 24 套裝置。轉(zhuǎn)化爐管入口溫度 650℃，出口溫度 1000℃。世界上蒸汽轉(zhuǎn)化制 H2工藝主要有以下幾家 公司和技術(shù)： 1)Haldor Tops e A/s 公司 利用富 H2排氣、焦?fàn)t氣、煉廠氣、天然氣、石腦油為原料，可生產(chǎn) H2/CO的富 H2氣體和合成氣。 四、焦?fàn)t煤氣提氫 國(guó)外工藝技術(shù)概況 目前，烴類(lèi)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(lái)自天然氣制 H2，西歐有 30~35%來(lái)自天然氣制 H2。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(dòng)汽輪機(jī)的發(fā)電機(jī)組發(fā)電。 發(fā)電 焦 爐煤氣可通過(guò)蒸汽、燃?xì)廨啓C(jī)和內(nèi)燃機(jī)等 3 種方式發(fā)電?？梢?jiàn)燃料結(jié)構(gòu)的調(diào)整將為甲醇工業(yè)帶來(lái)極為光明的前景。 隨著甲醇汽車(chē)，二甲醚柴油車(chē)的推廣，甲醇將 從化工原料一躍而成為液體燃料。 7)甲醇制二甲醚技術(shù)十分成熟。 上述代油的措施已展露生機(jī)，并穩(wěn)步推進(jìn)，其許多方面均與甲醇密切相關(guān)。 5)用二甲醚代替 LPG 和開(kāi)發(fā)二甲醚柴油車(chē)。 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。近年來(lái)，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。 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。 如此大量依賴國(guó)際市場(chǎng)進(jìn)口石油，使能源供應(yīng)的安全問(wèn)題十分突出。 2020 年我國(guó)原油消耗 億噸，生產(chǎn) 億噸，進(jìn)口 億噸。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。 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。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(fèi) 500~800 萬(wàn)元 (人民幣 )，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1000Nm3/hPSA 法制 H2裝置的總投資。由于焦?fàn)t煤氣含有 H2S、 HCN、 NH3等有害組份，在民用的燃料過(guò)程中產(chǎn)生大量污染物質(zhì)，因此，隨著天然氣的開(kāi)發(fā)和崛起，焦?fàn)t煤氣必將被天然氣所代替。 燃料方面： 可以接入城市供氣管網(wǎng)用于居民用氣，也可用于工業(yè)生產(chǎn)，如鍛造等； 焦?fàn)t煤氣的傳統(tǒng)利用方式普遍用于燃料 ，作為不同加熱設(shè)備的氣體燃料，延用近百年的歷史。當(dāng)我國(guó)廉價(jià)地輸出不可再生的比黃金珠寶更為寶貴的資源時(shí)，又不得不高價(jià)買(mǎi)回從輸出的資源中分離出來(lái)的產(chǎn)品，同時(shí)還要付出資源二次浪費(fèi)和環(huán)境污染的沉重代價(jià)。 焦化產(chǎn)業(yè)在我國(guó)目前只以生產(chǎn)焦炭為主，造成了巨大的浪費(fèi)。 由于我國(guó)焦化產(chǎn)業(yè)只注重焦炭生產(chǎn)而忽略焦?fàn)t煤氣的回收和深加工，導(dǎo)致焦?fàn)t煤氣大量直接燃燒放散，由此造成的經(jīng)濟(jì)價(jià)值每年損失達(dá)數(shù)百億元。 焦?fàn)t煤氣既可作燃料，如作為城市煤氣、發(fā)電，又可作為化工原料，如生產(chǎn)合成氨
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