化工气的净化提氢一体化装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种化工气的净化提氢一体化装置和方法，装置包括除油室

【技术实现步骤摘要】
化工气的净化提氢一体化装置和方法


[0001]本专利技术属于化工
，具体地，本专利技术涉及化工气的净化提氢一体化装置和方法
。

技术介绍

[0002]目前制氢技术主要有甲烷制氢和可再生能源发电后电解水制氢，甲烷重整制氢需利用宝贵的天然气资源，而天然气本身可作为化工原料进行资源利用，对其制氢挤占了其化工行业应用份额
。
可再生能源电解水制氢需要占用大量的土地资源和硅料等原材料，还因大量生产风机
、
太阳能板的使用产生更多的垃圾
。

技术实现思路

[0003]本专利技术是基于专利技术人对以下事实和问题的发现和认识做出的：
[0004]双碳背景下，煤炭资源及生物质等固体废物直接焚烧所受限制越来越多，因而煤制焦炭等煤化工行业发展加快，煤化工过程产生的化工气具有资源属性，含有氢气
、
一氧化碳等可燃成分，采用焚烧供热或作为火炬气焚烧后直接排空资源利用水平低
。
此外，固废热解发展态势良好，热解气直接焚烧利用资源属性不高
。
因此，对热解气和化工气的简单焚烧处理限制了其发展，对双碳目标的实现不利
。
[0005]在双碳和节能减排的政策背景下，化工气处理和制氢技术发展也迎来了新的契机，无论从环保角度，还是经济效益出发，开发基于化工气利用的高效新型制氢技术和装置具有极其重要的意义
。
[0006]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一
。
为此，本专利技术的实施例提出一种化工气净化提氢一体化装置
。
[0007]本专利技术的实施例还提出一种化工气净化提氢方法
。
[0008]本专利技术实施例的化工气的净化提氢一体化装置，包括：除油室，所述除油室具有除油腔和与所述除油腔连通的气体进口和油液出口，所述气体进口用于通入化工气；至少一个洗油喷雾器，所述洗油喷雾器用于向所述除油腔内喷洒雾化洗油，所述雾化洗油与所述化工气接触，通过相似相容原理与所述化工气中所含油质结合形成油液液滴，所述油液出口用于排出油液；净化提氢腔，所述净化提氢腔具有除油气入口和产气出口，所述除油气入口与所述除油腔连通用于输入经过初步除油后的除油气，所述净化提氢腔内在除油气的流通方向上依次设有用于吸附除油气中残余油分的吸附模块
、
用于加热气体的加热模块
、
用于喷射高压蒸汽的高压气体喷头以及填充有变换催化剂的变换触媒模块，所述变换催化剂用于促进发生
CO+H2O
＝
CO2+H2反应以生产氢气，所述产气出口用于排出反应产生的产品气
。
[0009]本专利技术实施例提供的化工气的净化提氢一体化装置通过对化工气进行处理，大比例提高了其中氢气的比例，可得到氢气占比较高的高价值产气
。
本专利技术实施例提供的净化提氢一体化装置适应范围广，可应用于煤化工产气
、
生物质等固废热解产气处理，具备较好的推广性
。
采用一体化和模块化设计的净化提氢腔对初步除油气进行系列处理，净化提氢
腔集成了残余油分脱除
、
加热体温
、
变换产氢等功能，可根据原料气成分特性对应增加和减少模块数量，使装置集成化程度高
、
灵活性强
。
[0010]在一些实施例中，所述油液出口设在所述除油室的底部，所述除油室具有旋风分离功能以利用惯性离心作用使所述油液液滴从所述油液出口排出
。
[0011]在一些实施例中，所述除油腔包括圆柱型腔体和倒锥型腔体，所述圆柱型腔体位于所述倒锥形腔体的上方并与其连通，所述油液出口与所述倒锥型腔体的底部连通
。
[0012]在一些实施例中，所述吸附模块内填充有用于吸附油分的吸附材料，所述吸附材料为活性炭
、
竹炭中的一种或多种；
[0013]和
/
或，所述变换催化剂为
Cu
‑
Zn
催化剂或
Co
‑
Mo
催化剂；
[0014]和
/
或，所述高压气体喷头喷射的所述高压蒸汽的温度为
200
‑
420℃。
[0015]在一些实施例中，所述净化提氢腔内还设有用于脱除气体中硫分的脱硫模块，所述脱硫模块设在所述加热模块与所述高压气体喷头之间；和
/
或，所述净化提氢腔内还设有用于脱除水分的吸水模块，所述吸水模块设在所述变换触媒模块和所述产气出口之间
。
[0016]在一些实施例中，所述除油气入口位于所述净化提氢腔的底部，所述产气出口位于所述净化提氢腔的顶部，所述吸附模块
、
所述加热模块
、
所述高压气体喷头
、
所述变换触媒模块自下而上分别设置
。
[0017]在一些实施例中，所述净化提氢腔的底部向下伸入所述除油腔中，并使所述吸附模块伸入所述除油腔中
。
[0018]在一些实施例中，所述化工气为生物质热解装置所产生热解气
、
煤化工装置所产生焦炉煤气
、
煤化工装置所产生焦炉煤气或塑料热解所产生的热解气
。
[0019]本专利技术另一方面实施例提供的化工气的净化提氢方法，基于上述任一项实施例所述的化工气的净化提氢一体化装置，所述净化提氢方法包括：
[0020]通过所述气体进口向所述除油腔内通入化工气；
[0021]所述洗油喷雾器向所述除油腔内喷洒雾化洗油，所述雾化洗油与所述化工气中所含油质结合形成油液液滴，所述油液液滴从所述油液出口排出；
[0022]经过初步除油后的除油气通过所述除油气入口进入所述净化提氢腔，并依次经过所述吸附模块将残余油分去除，经过所述加热模块加热至
150
‑
350℃
，经所述高压气体喷头喷淋，经过所述变换触媒模块发生反应生成含有氢气的产品气，所述产品气从所述产气出口排出
。
[0023]在一些实施例中，所述净化提氢方法还包括装置的检修恢复过程，具体包括：
[0024]关闭所述气体进口和所述产气出口，关闭所述洗油喷雾器；
[0025]所述高压气体喷头喷射热空气，所述热空气回流经所述加热模块加热，再移动至所述吸附模块对所述吸附模块进行加热，以将吸附的油分挥发解吸，而后携带有油气的热空气从所述油液出口
。
附图说明
[0026]图1是本专利技术实施例提供的化工气净化提氢一体化装置
。
[0027]附图标记：
[0028]除油室
1、
除油腔
11、
圆柱型腔体
111、
倒锥型腔体
112、
气体进口
12、
油液出口
13、
进
气管道
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种化工气的净化提氢一体化装置，其特征在于，包括：除油室，所述除油室具有除油腔和与所述除油腔连通的气体进口和油液出口，所述气体进口用于通入化工气；至少一个洗油喷雾器，所述洗油喷雾器用于向所述除油腔内喷洒雾化洗油，所述雾化洗油与所述化工气接触，通过相似相容原理与所述化工气中所含油质结合形成油液液滴，所述油液出口用于排出油液；净化提氢腔，所述净化提氢腔具有除油气入口和产气出口，所述除油气入口与所述除油腔连通用于输入经过初步除油后的除油气，所述净化提氢腔内在除油气的流通方向上依次设有用于吸附除油气中残余油分的吸附模块
、
用于加热气体的加热模块
、
用于喷射高压蒸汽的高压气体喷头以及填充有变换催化剂的变换触媒模块，所述变换催化剂用于促进发生
CO+H2O
＝
CO2+H2反应以生产氢气，所述产气出口用于排出反应产生的产品气
。2.
根据权利要求1所述的化工气的净化提氢一体化装置，其特征在于，所述油液出口设在所述除油室的底部，所述除油室具有旋风分离功能以利用惯性离心作用使所述油液液滴从所述油液出口排出
。3.
根据权利要求2所述的化工气的净化提氢一体化装置，其特征在于，所述除油腔包括圆柱型腔体和倒锥型腔体，所述圆柱型腔体位于所述倒锥形腔体的上方并与其连通，所述油液出口与所述倒锥型腔体的底部连通
。4.
根据权利要求1所述的化工气的净化提氢一体化装置，其特征在于，所述吸附模块内填充有用于吸附油分的吸附材料，所述吸附材料为活性炭
、
竹炭中的一种或多种；和
/
或，所述变换催化剂为
Cu
‑
Zn
催化剂或
Co
‑
Mo
催化剂；和
/
或，所述高压气体喷头喷射的所述高压蒸汽的温度为
200
‑
420℃。5.
根据权利要求1所述的化工气的净化提氢一体化装置，其特征在于，所述净化提氢腔内还设有用于脱除气体中硫分的脱硫模块，所述脱硫模块设在所述加热模块与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：茹宇，屈志强，张继瑞，张茂龙，
申请(专利权)人：北京华能长江环保科技研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：