一种荒煤气制氢系统技术方案

本申请公开了一种荒煤气制氢系统，涉及荒煤气制氢设备领域。该荒煤气制氢系统包括气体压缩装置、变温吸附装置和两个以上提浓提纯机构，气体压缩装置的出口端与变温吸附装置的入口端连接，两个以上提浓提纯机构并联，且均连接于变温吸附装置的出口端；提浓提纯机构包括提浓吸附装置、脱氧装置和提纯吸附装置，提浓吸附装置、脱氧装置和提纯吸附装置沿着荒煤气的流动方向依次串联设置。本申请提供的荒煤气制氢系统，原料荒煤气在经压缩分离及变温吸附后，通过进行两路并行的提浓吸附、脱氧及提纯吸附，不仅降低了荒煤气制氢系统的阻力，保证制氢系统的长周期稳定运行，而且大幅提高了氢气收率和氢气纯度。气收率和氢气纯度。气收率和氢气纯度。

【技术实现步骤摘要】
一种荒煤气制氢系统


[0001]本申请涉及荒煤气制氢设备领域，尤其涉及一种荒煤气制氢系统。

技术介绍

[0002]荒煤气是煤炭干馏过程中析出的未经净化处理的气体产物，其主要成分包含氢气、氮气、甲烷及一氧化碳等。产业中荒煤气大部分被用作燃料发电，不仅造成了资源的极大浪费，而且因荒煤气中的硫化物含量较高，在燃烧过程中造成了严重的环境污染，更是对荒煤气中富含氢气的低效利用。氢气是一种重要的化工原料和工业保护气体，在合成氨、炼油、电子和冶金工业中有着广泛的应用，同时氢气具有良好的燃烧性能和环保特点，未来市场对氢气有潜在的巨大需求。因此，产业以荒煤气为原料制取高纯度氢气，不仅能够解决荒煤气排放和/或燃烧的污染问题，而且能够减少大量焦炭资源的浪费，是荒煤气加工利用的一种经济、环保型措施，具有明显的竞争优势。
[0003]目前，产业在利用荒煤气制取高纯度氢气中通常采用真空变压吸附法，真空变压吸附法是利用压力的变化来实现气体的吸附与再生，从而达到气体分离的技术，具有安全高效、节能环保的优点。
[0004]但是，在现有利用真空变压吸附法制取高纯度氢气的分离技术中，通常因为荒煤气的处理量很大而造成制氢系统阻力增大，从而导致氢气的收率和纯度明显降低，分析其原因主要包括以下两点：一是原料荒煤气经压缩及变温吸附后的压力显著增高，造成提浓真空变压吸附过程中的逆放压力远高于设计值，不利于提浓真空变压吸附过程中的逆放再生以及后续提纯吸附剂的再生；二是吸附剂的再生效果差，从而连锁效应造成提浓、提纯装置吸附能力差，而且吸附剂再生不彻底，一方面造成制氢系统不能稳定运行，另一方面很可能导致负荷增大而氢气收率和纯度下降。

技术实现思路

[0005]本申请实施例通过提供一种荒煤气制氢系统，解决了真空变压吸附制取氢气过程中存在的系统阻力大、荒煤气处理量小、氢气收率低以及氢气纯度不足的技术问题。
[0006]为了实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案是：
[0007]本申请实施例提供的一种荒煤气制氢系统，包括气体压缩装置、变温吸附装置和两个以上提浓提纯机构；
[0008]所述气体压缩装置的出口端与所述变温吸附装置的入口端连接，两个以上所述提浓提纯机构并联，且均连接于所述变温吸附装置的出口端；
[0009]所述提浓提纯机构包括提浓吸附装置、脱氧装置和提纯吸附装置；
[0010]所述提浓吸附装置、脱氧装置和提纯吸附装置沿着荒煤气的流动方向依次串联设置。
[0011]在本申请实施例的一些可选实施方案中，该荒煤气制氢系统还包括增纯装置；
[0012]所述增纯装置并联于任一个所述提纯吸附装置的两端。
[0013]在本申请实施例的一些可选实施方案中，所述气体压缩装置包括气体压缩机和气液分离器；
[0014]所述气液分离器连接于所述气体压缩机的出口端。
[0015]在本申请实施例的一些可选实施方案中，该荒煤气制氢系统还包括预处理装置；
[0016]所述预处理装置设于所述气体压缩装置与所述变温吸附装置之间，用于除去荒煤气中的铵盐类杂质。
[0017]在本申请实施例的一些可选实施方案中，所述预处理装置包括水洗喷淋塔。
[0018]在本申请实施例的一些可选实施方案中，所述变温吸附装置中至少装填有焦炭和活性炭。
[0019]在本申请实施例的一些可选实施方案中，所述脱氧装置包括脱氧塔；
[0020]所述脱氧塔内至少装填有脱硫剂和脱氧剂。
[0021]与现有技术相比，本申请实施例的有益效果或优点包括：
[0022]本申请实施例提供的荒煤气制氢系统，包括气体压缩装置、变温吸附装置和两个以上提浓提纯机构，气体压缩装置的出口端与变温吸附装置的入口端连接，两个以上提浓提纯机构并联，且均连接于变温吸附装置的出口端；其中提浓提纯机构包括提浓吸附装置、脱氧装置和提纯吸附装置，提浓吸附装置、脱氧装置和提纯吸附装置沿着荒煤气的流动方向依次串联设置。鉴于此，原料荒煤气在经压缩及变温吸附后，可通过并联的提浓提纯机构同时进行提浓真空变压吸附、脱氧以及提纯真空变压吸附，一方面降低了提浓真空变压吸附过程中的逆放压力，实现了对荒煤气制氢系统阻力的降低；另一方面提高了对荒煤气提浓、脱氧及提纯的处理量，从而增加了氢气收率；同时还提高了提浓真空变压吸附、脱氧和提纯真空变压吸附过程中吸附剂的再生效果以及改善了提浓真空变压吸附、提纯真空变压吸附的吸附能力，从而实现了对所制取氢气纯度的提高。
[0023]本申请实施例提供的荒煤气制氢系统及工艺，一方面可将荒煤气处理量由15万Nm3/h提高至25万Nm3/h，氢气产量由2.7万Nm3/h提高至4.5万Nm3/h，实现了对荒煤气处理量以及氢气产量的提高，另一方面将氢气纯度提高至99.9％以上，实现了对制取氢气纯度的提高。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1为本申请实施例提供的荒煤气制氢系统的一种结构示意图；
[0026]图2为本申请实施例提供的荒煤气制氢系统的另一种结构示意图；
[0027]图3为本申请实施例提供的气体压缩装置的结构示意图。
[0028]图标：1
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气体压缩装置；2
‑
变温吸附装置；3
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提浓提纯机构；4
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增纯装置；5
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预处理装置；11
‑
气体压缩机；12
‑
气液分离器；31
‑
提浓吸附装置；32
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脱氧装置；33
‑
提纯吸附装置。
具体实施方式
[0029]为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0030]为解决利用变压吸附法制氢过程中所存在的系统阻力大，荒煤气处理量小、氢气收率低及氢气纯度不足的问题，本申请实施例提供了一种荒煤气制氢系统。
[0031]请参阅图1至图3，其中图1为本实施例提供的荒煤气制氢系统的一种结构示意图；图2为本实施例提供的荒煤气制氢系统的另一种结构示意图；图3为本实施例提供的气体压缩装置的结构示意图。
[0032]如图1所示，该荒煤气制氢系统包括气体压缩装置1、变温吸附装置2和两个以上提浓提纯机构3。气体压缩装置1的出口端与变温吸附装置2的入口端连接，两个以上提浓提纯机构3并联，且均连接于变温吸附装置2的出口端。提浓提纯机构3包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种荒煤气制氢系统，其特征在于，包括气体压缩装置、变温吸附装置和两个以上提浓提纯机构；所述气体压缩装置的出口端与所述变温吸附装置的入口端连接，两个以上所述提浓提纯机构并联，且均连接于所述变温吸附装置的出口端；所述提浓提纯机构包括提浓吸附装置、脱氧装置和提纯吸附装置；所述提浓吸附装置、脱氧装置和提纯吸附装置沿着荒煤气的流动方向依次串联设置。2.根据权利要求1所述的荒煤气制氢系统，其特征在于，还包括增纯装置，所述增纯装置并联于任...

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