一种制氢吸附剂再生工艺制造技术

本发明专利技术提供了一种制氢吸附剂再生工艺，将吸附剂失活的预处理塔切出制氢的运行系统，运行系统的其他预处理塔正常运行；将电厂产生的过热蒸汽处理成再生蒸汽后不间断地从塔顶送入塔内，再生蒸汽在塔内对吸附剂进行再生后从塔底排出，吸附剂再生合格后停止送入再生蒸汽；从塔顶接入运行系统产生的热再生气和冷再生气，热再生气经过塔内对吸附剂脱除水分，冷再生气把脱除水分的吸附塔降至吸附塔运行温度；预处理塔恢复吸附能力进入备用塔或并入运行系统。本发明专利技术利用电厂的高温蒸汽再生预处理塔内的吸附剂，运行系统产生的再生解吸气对预处理塔降温后送入电厂锅炉掺烧，既节约再生费用，又变废为宝的利用了电厂余热和废再生解吸气。

【技术实现步骤摘要】
一种制氢吸附剂再生工艺
本专利技术涉及活性炭吸附剂再生领域，尤其涉及一种制氢吸附剂再生工艺。
技术介绍
荒煤气含氧制氢的变温吸附预处理工艺，是指在装填有活性炭吸附剂的预处理塔内，通过物理吸附，选择性地将荒煤气中的焦油、萘等有机杂质吸附。根据实际生产运行经验，活性炭吸附剂在使用半年左右的时间后，会出现活性显著衰竭，吸附效率下降明显，采用运行状态150℃工况下的再生温度无法达到较好的再生效果。为此，只能更换活性炭吸附剂或者委托外部单位进行再生，但换装吸附剂时间长，吸附剂填装采用塔内无氧换装安全风险大，外委再生费用高等不利因素，致使制氢成本极大。有鉴于此，有必要利用厂区现有的资源开发出一种制氢吸附剂再生工艺，以解决活性炭吸附剂再生的问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种制氢吸附剂再生工艺，利用电厂的富余过热蒸汽再生预处理塔内的吸附剂，运行系统产生的再生解吸气对预处理塔降温后送入电厂锅炉掺烧，既节约再生费用，又变废为宝的利用了电厂余热和废再生解吸气。实现本专利技术目的的技术方案如下：一种制氢吸附剂再生工艺，包括以下步骤：（1）将吸附剂失活的预处理塔切出制氢的运行系统，运行系统的其他预处理塔正常运行；（2）将电厂产生的过热蒸汽处理成再生蒸汽后不间断地从预处理塔的塔顶送入预处理塔的塔内，再生蒸汽在塔内对吸附剂进行再生后从预处理塔的塔底排出，吸附剂再生合格后停止送入再生蒸汽；（3）从所述塔顶接入运行系统产生的再生解吸气，再生解吸气经过所述塔内对预处理塔脱水和降温后从所述塔底排出并送至电厂锅炉掺烧，直至预处理塔降到运行温度后停止接入再生解吸气；（4）预处理塔进入备用塔或并入运行系统。本专利技术利用电厂的富余过热蒸汽再生预处理塔内的吸附剂，运行系统产生的再生解吸气对预处理塔降温后送入电厂锅炉掺烧，既节约再生费用，又变废为宝的利用了电厂余热和废再生解吸气。作为本专利技术的进一步改进，过热蒸汽处理成再生蒸汽的过程是：将电厂产生的400℃以上、0.8~0.92Mpa的高温高压过热蒸汽减温减压成高于240℃、0.3~0.5Mpa的再生蒸汽。作为本专利技术的进一步改进，利用再生蒸汽对吸附剂再生的过程是：（21）打开预处理塔的塔顶蒸汽入口阀和塔底水汽出口阀，使蒸汽入口流速大于水汽出口流速；（22）从塔顶向塔内不断送入再生蒸汽，使该预处理塔的塔内温度达到240~260℃；（23）调节塔顶蒸汽入口处的流速使塔内温度恒定，吸附剂内的杂质被脱附直至吸附剂再生合格，随后关闭塔顶蒸汽入口阀和塔底水汽出口阀。作为本专利技术的进一步改进，所述吸附剂再生合格的检测方法是：通过检测水汽出口处冷凝水的杂质含量判断吸附剂再生是否合格。在本专利技术中，再生蒸汽经过吸附剂受到阻力便会有冷凝液析出，只需通过化验塔底水汽出口处冷凝液内硫化物、油类物质含量，便能判断再生是否合格，原则上来说，冷凝液内硫化物和油类物质含量很低或者含量为零即为再生合格。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤（23）中，调节塔顶蒸汽入口阀和塔底水汽出口阀，使蒸汽入口流速小于水汽出口流速。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤（22）中，再生蒸汽的温度为240~250℃；所述步骤（23）中，当塔内温度达到240~260℃后，再生蒸汽的温度低于260℃，再生蒸汽的压力为0.3~0.5Mpa。作为本专利技术的进一步改进，接入所述再生解吸气的过程是：（31）从塔顶不断向塔内送入热吹气，热吹气对吸附剂脱水，在此期间热吹气不断从塔底排出，该热吹气是从运行系统的再生气缓冲罐输出的再生解吸气经加热器加热而成的；（32）吸附剂脱水完成后，从塔顶不断向塔内送入冷吹气对预处理塔降温，直至预处理塔降到运行温度后停止冷吹风接入，在此期间吸热后的冷吹风从塔底排出，该冷吹气是从再生气缓冲罐直接输出的再生解吸气。作为本专利技术的进一步改进，所述加热器内流动有电厂产生的蒸汽。本专利技术采用过热蒸汽把低温的再生解吸气（即冷吹风）加热成热吹风，达到余热利用的目的。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术利用电厂的富余过热蒸汽再生预处理塔内的吸附剂，运行系统产生的再生解吸气对预处理塔降温后送入电厂锅炉掺烧，既节约再生费用，又变废为宝的利用了电厂余热和废再生解吸气。附图说明图1为制氢吸附剂再生工艺的流程图；图2为制氢吸附剂再生系统的原理图；图3为再生蒸汽来自电厂时再生装置的原理图；图4为制氢系统与制氢吸附剂再生装置结合的原理图。图中，100、预处理塔；200、冷却器；300、减温减压器；400、塔顶蒸汽入口阀；500、塔底水汽出口阀。具体实施方式下面结合附图所示的各实施方式对本专利技术进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本专利技术的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本专利技术的保护范围之内。氢气不仅是重要的工业原料和还原剂，也是必要燃料。工业制氢方案主要包括化石燃料制氢、富氢气体制氢、甲醇制氢等，化石燃料制氢一般指天然气制氢、煤炭制氢等，下面以荒煤气制氢为例做以下说明。由于荒煤气本身是焦炭生产的一种副产品，其中含有焦油和萘等多种杂质，因此，本实施例的荒煤气制氢系统，就是对荒煤气进行加工处理，从而提高氢气纯度。荒煤气含氧制氢工艺分为变换制氢和无变换制氢，无变换制氢工艺的工作原理是：首先将荒煤气依次进行压缩、水洗除盐和预处理，获得氢气含量不低于45%的富氢气，该富氢气再送去变压吸附提纯氢气单元，获得纯度大于99.9vol%且（CO+CO2）含量低于20ppm的氢气产品，解吸气送去与煤焦油加氢装置送来的汽提酸性气混合，再一并送去湿法脱硫单元脱除H2S，获得净化燃料气。预处理步骤是在预处理塔内进行的，根据实际生产运行经验，预处理塔内的活性炭吸附剂在使用半年左右的时间后，会出现活性显著衰竭，吸附效率下降明显。需要更换活性炭吸附剂或者再生活性炭吸附剂。本实施例在荒煤气含氧制氢系统中增加再生气缓冲罐，用来临时储存荒煤气含氧制氢系统产生的解吸气。本实施例还依次利用经过加热处理的热解吸气、与再生气缓冲罐内的解吸气温度一直的冷解吸气，把活性炭再生合格后的预处理塔降至运行温度。流过预处理塔的解吸气送到电厂锅炉掺烧。本实施例采用蒸汽将失去活性的活性炭吸附剂之杂质进行脱附，并使其恢复原有活性（将活性炭吸附剂的温度升高，可以使已被吸附的杂质脱附下来），以达到活性炭吸附剂重复使用的目的。活性炭吸附剂主要成分除了碳以外，还有氧、氢等元素。活性炭在结构上由于微晶炭是不规则排列，蒸汽再生全过程需经过以下几个阶段：1、将含水率在50%~86%的活性炭吸附剂加热，使活性炭吸附剂内吸附水蒸发，同时部分低沸点有机物也随之挥发；2、活性炭吸附剂被不断加热升温，不同的有机物杂质随活性炭吸附剂温度升高，分别以挥发、分解、碳化、氧化等形式，从活性炭的基质上消除；3、有机物经高温碳化后，在活性炭吸附剂的微孔中还残存部分碳化物。此时用气体进行气化反应，使微孔表面得到清理，恢复其吸附性能。实施例1：请参图1所示，图1为制氢吸附剂再生工艺的流程图。本实施例的制氢吸附剂再生工艺，包括以下步骤：（1）将吸附剂失活的预处理塔切出制氢的运行系统，运行系统的其他预处理塔正常运行；（2）将电厂产生的过热蒸汽处理成再生蒸汽后不间断地从预处理塔的塔顶送入预处理塔的塔内，再生蒸汽在塔内对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制氢吸附剂再生工艺， 包括以下步骤：（1）将吸附剂失活的预处理塔切出制氢的运行系统，运行系统的其他预处理塔正常运行；（2）将电厂产生的过热蒸汽处理成再生蒸汽后不断从预处理塔的塔顶送入预处理塔的塔内，再生蒸汽在塔内对吸附剂进行再生后从预处理塔的塔底排出，吸附剂再生合格后停止送入再生蒸汽；（3）从所述塔顶接入运行系统产生的再生解吸气，再生解吸气经过所述塔内对预处理塔脱水和降温后从所述塔底排出并送至电厂锅炉掺烧，直至预处理塔降到运行温度后停止再生解吸气接入；（4）预处理塔进入备用塔或并入运行系统。

【技术特征摘要】
1.一种制氢吸附剂再生工艺，包括以下步骤：（1）将吸附剂失活的预处理塔切出制氢的运行系统，运行系统的其他预处理塔正常运行；（2）将电厂产生的过热蒸汽处理成再生蒸汽后不断从预处理塔的塔顶送入预处理塔的塔内，再生蒸汽在塔内对吸附剂进行再生后从预处理塔的塔底排出，吸附剂再生合格后停止送入再生蒸汽；（3）从所述塔顶接入运行系统产生的再生解吸气，再生解吸气经过所述塔内对预处理塔脱水和降温后从所述塔底排出并送至电厂锅炉掺烧，直至预处理塔降到运行温度后停止再生解吸气接入；（4）预处理塔进入备用塔或并入运行系统。2.根据权利要求1所述的制氢吸附剂再生工艺，其特征在于，过热蒸汽处理成再生蒸汽的过程是：将电厂产生的400℃以上、0.8~0.92Mpa的高温高压过热蒸汽减温减压成高于240℃、0.3~0.5Mpa的再生蒸汽。3.根据权利要求1或2所述的制氢吸附剂再生工艺，其特征在于，利用再生蒸汽对吸附剂再生的过程是：（21）打开预处理塔的塔顶蒸汽入口阀和塔底水汽出口阀，使蒸汽入口流速大于水汽出口流速；（22）从塔顶向塔内不断送入再生蒸汽，使该预处理塔的塔内温度达到240~260℃；（23）调节塔顶蒸汽入口处的流速使塔内温度恒定，吸附剂内的杂质被脱附直至吸附剂再生合格，随后...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋如昌，赵明星，李亚军，高玉安，周青龙，宋涛，高宏寅，谢庆辉，张子东，
申请(专利权)人：陕西东鑫垣化工有限责任公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61