一种焦炉煤气的变压吸附制氢方法技术

本发明专利技术涉及一种焦炉煤气的变压吸附制氢方法，由制氢装置进行氢气制备、由控制装置进行控制；制氢装置，包括：用以将原料气制备为氢气的反应器，用以清除炭黑的喷淋塔，用以增加产品气压力的压缩机组，用以提纯的吸附装置，以及，多个阀门；由阀门的开闭进行工艺流程的切换；制氢方法，包括：原料气制氢、提纯；原料气提纯；解析气制氢、提纯。本发明专利技术的一种焦炉煤气的变压吸附制氢方法，制氢过程中减少碳排放、更环保；更节能、高效。高效。高效。

【技术实现步骤摘要】
一种焦炉煤气的变压吸附制氢方法


[0001]本专利技术涉及制氢
，特别涉及一种焦炉煤气的变压吸附制氢方法。

技术介绍

[0002]氢(Hydrogenium)是元素周期表中位于第一位的化学元素。氢的单质形态是氢气(H2)，一种无色透明、无味无臭、难溶于水的、极易燃烧并由双原子组成。氢气是相对分子质量最小的物质，还原性较强，常作为还原剂参与化学反应。
[0003]16世纪初，通过金属与强酸的反应人工制备氢气。由于氢气的特殊性质，目前，大规模制氢的工业方法为：甲烷制氢、煤制氢、甲醇裂解制氢、水解法等。然而，常规的制氢方法，依然存在以下不足之处：
[0004]1、常规方法制氢依然存在大量的碳排放；
[0005]2、水解法制氢的能耗过高。

技术实现思路

[0006]为了解决
技术介绍
中存在的技术问题，本专利技术提供一种焦炉煤气的变压吸附制氢方法，制氢过程中减少碳排放、更环保；更节能、高效。
[0007]本专利技术解决所采用的技术方案是：
[0008]一种焦炉煤气的变压吸附制氢方法，由制氢装置进行氢气制备、由控制装置进行控制，所述制氢装置，包括：
[0009]罐状的反应器，所述反应器由下封头、下筒体、上筒体、上封头依次密封连接而组成，反应器的进口端与原料气管路相连通，并设置有第一阀门；反应器的出口端连通设置有第四阀门，并连通设置有喷淋塔，所述喷淋塔用以对反应后的炭黑进行清除；喷淋塔的出口端连通设置有压缩机组，用以对清除炭黑的产品气进行增压,压缩机组的进口端与原料气管路相连通，并设置有第二阀门；压缩机组的出口端连通设置有吸附装置。
[0010]所述吸附装置用以对增压产品气进行提纯，包括：
[0011]并列设置的产品气缓冲罐、成品气缓冲罐、解析气缓冲罐，以及，旋转阀、吸附塔；所述产品气缓冲罐的进、出口端分别与压缩机组的出口端、旋转阀的下总阀相连通；所述成品气缓冲罐与旋转阀的上总阀相连通；所述解析气缓冲罐的进口端与旋转阀的上总阀相连通，所述解析气缓冲罐的出口端与反应器的进口端相连通，并设置有第三阀门；所述吸附塔设置有多组，并分别与旋转阀的上、下分阀相连通。
[0012]所述第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门分别与控制装置电气连接。
[0013]制氢方法，包括：
[0014]A、原料气制氢、提纯：
[0015]控制装置控制第一阀门、第四阀门打开，同时，第二阀门、第三阀门关闭；
[0016]通过原料气管路将焦炉煤气输送至反应器进行反应产生反应气，所述反应气是含炭黑的氢气，反应气进入喷淋塔进行炭黑的清除，清除炭黑后的产品气进入压缩机组，压缩
机组对清除炭黑后的产品气增压至变压吸附的工艺压力，再输送至吸附装置处进行吸附；
[0017]吸附前，达到变压吸附工艺压力的增压产品气暂存于产品气缓冲罐内；
[0018]吸附后，提纯后的高纯度氢气储存于成品气缓冲罐内，杂质气储存于解析气缓冲罐内。
[0019]B、原料气提纯：
[0020]控制装置控制第二阀门打开，同时，第一阀门、第三阀门、第四阀门关闭；
[0021]通过原料气管路将焦炉煤气输送至压缩机组，压缩机组对原料气增压至变压吸附的工艺压力，再输送至吸附装置处进行吸附；
[0022]吸附前，达到变压吸附工艺压力的增压产品气暂存于产品气缓冲罐内；
[0023]吸附后，提纯后的高纯度氢气储存于成品气缓冲罐内，杂质气储存于解析气缓冲罐内。
[0024]C、解析气制氢、提纯：
[0025]控制装置控制第三阀门、第四阀门打开，同时，第一阀门、第二阀门关闭；
[0026]解析气缓冲罐内杂质气输送至反应器进行反应产生反应气，所述反应气是含炭黑的氢气，反应气进入喷淋塔进行炭黑的清除，清除炭黑后的产品气进入压缩机组，压缩机组对清除炭黑后的产品气增压至变压吸附的工艺压力，再输送至吸附装置处进行吸附；
[0027]吸附前，达到变压吸附工艺压力的增压产品气暂存于产品气缓冲罐内；
[0028]吸附后，提纯后的高纯度氢气储存于成品气缓冲罐内，杂质气储存于解析气缓冲罐内。
[0029]进一步的，所述下封头下端的中央连通设置有排污口，下封头的下端沿排污口圆形阵列分布设置有多根支撑脚，下封头的中部贯穿设置有与原料气管路相连通的原料气进口。
[0030]进一步的，所述下筒体设置为筒状，下筒体下端设置有环状下透板，所述下透板的中央环口内插设有下塞柱，下透板正上方的下筒体内依次设置有下熔融加热器、反应加热器，下筒体的外壁上设置有分别与下熔融加热器、反应加热器电气连接的供电器，所述供电器与控制装置电气连接。
[0031]进一步的，所述上筒体设置为筒状，上筒体下端设置有环状上透板，所述上透板的中央环口内插设有上塞柱，上透板正上方的上筒体内设置有上熔融加热器，上筒体的外壁上设置有与上熔融加热器电气连接的供电器，所述供电器与控制装置电气连接。
[0032]进一步的，所述上封头上端的中央连通设置有与喷淋塔进口端相连通的出气口。
[0033]进一步的，所述下封头内的原料气进口末端连通设置有供气弯头，所述供气弯头的开口向下设置。
[0034]进一步的，所述反应加热器设置为沿下筒体中心向外放射的板状，并且相邻的加热板单侧相连，形成电气环路。
[0035]进一步的，所述下熔融加热器、上熔融加热器设置为螺旋环状。
[0036]进一步的，所述下透板、上透板上分别设置有熔融金属。
[0037]进一步的，所述制氢方法中，还包括反应流程，所述反应流程，包括：
[0038]a、控制装置控制供电器向上熔融加热器供电，上熔融加热器发热，并熔化上透板上的金属，至熔融状态；
[0039]b、原料气或者杂质气由原料气进口进入反应器内并充满；
[0040]c、控制装置控制供电器向下熔融加热器供电，下熔融加热器发热，并熔化下透板上的金属，至熔融状态；
[0041]d、上透板、下透板上熔融状态的金属，形成封闭空间；
[0042]e、控制装置控制供电器向反应加热器供电，使反应加热器发热，并达到反应温度，此时，原料气或者杂质气在反应加热器的加热过程冲反应，并形成反应气，由出气口排出，直至下一工序。
[0043]本专利技术一种焦炉煤气的变压吸附制氢方法的优点在于：
[0044]1、通过反应器进行原料气的氢气制备；
[0045]2、通过自控阀门的开闭，对应不同的工艺流程，提高整体通用性；
[0046]3、通过吸附装置进行变压吸附提纯工序。
附图说明
[0047]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要的附图作简单介绍，下列描述中的附图是本专利技术的实施方式。
[0048]图1是本专利技术实例提供一种焦炉煤气的变压吸附制氢方法的总立体示意图；
[0049]图2是本专利技术实例提供一种焦炉煤气的变压吸附制氢方法的下封头立体示意图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种焦炉煤气的变压吸附制氢方法，其特征在于：由制氢装置进行氢气制备、由控制装置进行控制，所述制氢装置，包括：罐状的反应器(1)，所述反应器(1)由下封头(110)、下筒体(120)、上筒体(130)、上封头(140)依次密封连接而组成，反应器(1)的进口端与原料气管路相连通，并设置有第一阀门(5)；反应器(1)的出口端连通设置有第四阀门(8)，并连通设置有喷淋塔(2)，所述喷淋塔(2)用以对反应后的炭黑进行清除；喷淋塔(2)的出口端连通设置有压缩机组(3)，用以对清除炭黑的产品气进行增压,压缩机组(3)的进口端与原料气管路相连通，并设置有第二阀门(6)；压缩机组(3)的出口端连通设置有吸附装置(4)，所述吸附装置(4)用以对增压产品气进行提纯，包括：并列设置的产品气缓冲罐(41)、成品气缓冲罐(42)、解析气缓冲罐(43)，以及，旋转阀(44)、吸附塔(45)；所述产品气缓冲罐(41)的进、出口端分别与压缩机组(3)的出口端、旋转阀(44)的下总阀相连通；所述成品气缓冲罐(42)与旋转阀(44)的上总阀相连通；所述解析气缓冲罐(43)的进口端与旋转阀(44)的上总阀相连通，所述解析气缓冲罐(43)的出口端与反应器(1)的进口端相连通，并设置有第三阀门(7)；所述吸附塔(45)设置有多组，并分别与旋转阀(44)的上、下分阀相连通；所述第一阀门(5)、第二阀门(6)、第三阀门(7)、第四阀门(8)分别与控制装置电气连接，制氢方法，包括：A、原料气制氢、提纯：控制装置控制第一阀门(5)、第四阀门(8)打开，同时，第二阀门(6)、第三阀门(7)关闭；通过原料气管路将焦炉煤气输送至反应器(1)进行反应产生反应气，所述反应气是含炭黑的氢气，反应气进入喷淋塔(2)进行炭黑的清除，清除炭黑后的产品气进入压缩机组(3)，压缩机组(3)对清除炭黑后的产品气增压至变压吸附的工艺压力，再输送至吸附装置(4)处进行吸附；吸附前，达到变压吸附工艺压力的增压产品气暂存于产品气缓冲罐(41)内；吸附后，提纯后的高纯度氢气储存于成品气缓冲罐(42)内，杂质气储存于解析气缓冲罐(43)内；B、原料气提纯：控制装置控制第二阀门(6)打开，同时，第一阀门(5)、第三阀门(7)、第四阀门(8)关闭；通过原料气管路将焦炉煤气输送至压缩机组(3)，压缩机组(3)对原料气增压至变压吸附的工艺压力，再输送至吸附装置(4)处进行吸附；吸附前，达到变压吸附工艺压力的增压产品气暂存于产品气缓冲罐(41)内；吸附后，提纯后的高纯度氢气储存于成品气缓冲罐(42)内，杂质气储存于解析气缓冲罐(43)内；C、解析气制氢、提纯：
控制装置控制第三阀门(7)、第四阀门(8)打开，同时，第一阀门(5)、第二阀门(6)关闭；解析气缓冲罐(43)内杂质气输送至反应器(1)进行反应产生反应气，所述反应气是含炭黑的氢气，反应气进入喷淋塔(2)进行炭黑的清除，清除炭黑后的产品气进入压缩机组(3)，压缩机组(3)对清除炭黑后的产品气增压至变压吸附的工艺压力，再输送至吸附装置(4)处进行吸附；吸附前，达到变压吸附工艺压力的增压产品气暂存于产品气缓冲罐(41)内；吸附后，提纯后的高纯度氢气储存于成品气缓冲罐(42...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴振锋，刘克勇，王明，
申请(专利权)人：山东津挚环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：