常壓白煤氣化制氫資料---wgb

1、30000 NM3/h常壓氣化制氫裝置工藝技術(shù)方案中國石化南京設(shè)計院二八年十二月131、概述1.1 概況1.1.1 建設(shè)規(guī)模 公稱規(guī)模：30000標(biāo)米/小時氫氣本裝置年運行按8000小時1.2 項目的范圍 項目的范圍包括裝置界區(qū)范圍內(nèi)的生產(chǎn)裝置、輔助生產(chǎn)裝置、公用工程。詳見主項表1.2。表1.2 主項及主項表序號主項名稱主項號生產(chǎn)單元1原料煤處理干煤庫及過篩系統(tǒng)處理煤18.6萬噸/年1002常壓造氣2600煤氣爐11臺, 9開二備2003栲膠脫硫與電除塵處理水煤氣43800 NM3/H含硫2g/NM33004一氧化碳變換處理水煤氣40800NM3/H，變換率89%4005脫硫及脫二氧化碳處理變

2、換煤氣36600NM3/H5006壓縮處理變換煤氣36600NM3/H6007變壓吸附制氫氣處理氫氣30000NM3/H7008吹風(fēng)氣鍋爐副產(chǎn)蒸汽約33 t/h800公用工程及輔助生產(chǎn)設(shè)施1循環(huán)水站21002綜合設(shè)施 (包括辦公室、中央化驗室、中央控制室)22003變配電站23001.3 產(chǎn)品和副產(chǎn)品1.3.1產(chǎn)品和副產(chǎn)品名稱和規(guī)格產(chǎn)品名稱：工業(yè)用純氫氣產(chǎn)品規(guī)格：根據(jù)環(huán)己酮及己內(nèi)酰胺要求，氫氣質(zhì)量如下表：序號項目指標(biāo)1氫氣98.9%（V）2惰性氣平衡3油0.01mg/Nm34氧20mg/Nm35總硫2mg/Nm36CO+CO210mg/Nm37汞無8水10mg/Nm39壓力 MPA(G)5.0

3、10溫度環(huán)境溫度副產(chǎn)品名稱：硫磺1.3.2 產(chǎn)品輸送條件主產(chǎn)品為氫氣，用管道輸送。副產(chǎn)品硫磺，用汽車運送。1.4主要原料1.4.1主要原料名稱和規(guī)格主要原料名稱：無煙煤主要原料規(guī)格：品種水分固定碳（干基）揮發(fā)份（干基）灰份（干基）硫份（干基）合計無煙塊煤6.8726.814.00.4100 熱值約2721429308kJ/kg1.4.2原料來源和運輸方式 原料來源：山西晉城、河南焦作等煤礦 原料運輸方式：鐵路運輸或船運。1.5生產(chǎn)方法1.5.1生產(chǎn)方法概述 以無煙煤為原料，經(jīng)過原料處理，選擇出合適的塊煤為氣化原料。 氣化利用間歇造氣爐，以空氣為氣化劑制熱，再加入低壓水蒸汽，制得水煤氣，水煤氣中

4、含有約80%的有效氣（H2+CO）。 水煤氣經(jīng)過電除塵和常壓栲膠脫硫，脫除大部分粉塵和硫化物，經(jīng)原料氣壓縮機壓縮，提壓到約2.0Mpa，然后去一氧化碳變換，水煤氣中絕大部分一氧化碳經(jīng)與水蒸氣反應(yīng)生成氫氣和二氧化碳，成為變換氣。同時，氣體中的有機硫也轉(zhuǎn)化為硫化氫。 變換氣首先經(jīng)過變換氣脫硫，脫除氣體中所余的硫化物，再用精脫硫脫除殘余的，成為凈化氣。凈化氣壓力約為1.51.6MPa，進壓縮機四段壓縮到4.0 Mpa再去變壓吸附，通過吸附塔內(nèi)吸附劑將雜質(zhì)氣體吸附下來，純產(chǎn)品氫氣送用戶。吸附的雜質(zhì)氣體降壓解析后作為燃料氣去造氣吹風(fēng)氣鍋爐與吹風(fēng)氣一同燃燒副產(chǎn)2.54.0 MPa蒸汽。產(chǎn)品氫氣經(jīng)分配系統(tǒng)送

5、各用戶。1.6 操作班次及定員操作班次按三班二倒制計算，制氫裝置僅設(shè)一個車間。生產(chǎn)車間采用二班制操作，操作工人按三班二倒編制，行政管理人員按每周四十小時工作制，總定員為108人，其中管理人員8人，生產(chǎn)及輔助人員98人。裝置定員表序號裝置工段定員1原料煤處理182造氣裝置303凈化裝置284動力站(包括循環(huán)水站)45壓縮66吹風(fēng)氣鍋爐67變壓吸附制氫氣68管理人員89合計1081.7公用工程規(guī)格及參數(shù)表（1）電 制氫裝置用電負(fù)荷表 裝 置6千伏動力380伏動力小 計年 用序號需要容量需要容量需要容量電 量備 注名 稱(kW)(kW)(kW) (kWh)1.原料煤處理2602601造氣800760

6、15602.脫硫及電除塵78040011803變換3003004脫碳84036012005壓縮10000100006變壓吸附裝置3003007污水處理裝置80808吹風(fēng)氣鍋爐3503509其它370合計12720251015230（2） 蒸汽裝置及輔助設(shè)施蒸汽負(fù)荷表 單位：t/h序號裝置名稱蒸 汽 參 數(shù)備注壓力 3.82MPa 溫度 450 壓力2.5MPa 溫度250壓力 0.3MPa 溫度 飽和冬夏冬夏冬夏1234567891造氣工藝用37.437.42變換工藝用12.912.93栲膠脫硫用1.11.14小計14.014.037.437.4 裝置自產(chǎn)汽統(tǒng)計表 單位：t/h序號裝置及產(chǎn)汽設(shè)

7、備名稱蒸 汽 參 數(shù)壓力 3.82MPa溫度450壓力2.5MPa溫度250壓力 0.3MPa溫度 飽和1造氣廢熱鍋爐102吹風(fēng)氣鍋爐25小計25100（3）冷卻水冷卻水品種及用量表序號工段名稱單位循環(huán)水備注1造氣及含氰污水處理m3/h1502電除塵與脫硫m3/h2103壓縮機m3/h20004變換m3/h2405碳丙脫碳m3/h4006循環(huán)水補充m3/h307變壓吸附m3/h248吹風(fēng)氣鍋爐m3/h109解吸氣柜m3/h10合計m3/h3074（4）儀表空氣 壓力：0.8 MPa(G)用量： 300 Nm3/h1.9裝置設(shè)計的主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)序號指標(biāo)名稱單位指標(biāo)備注1公稱設(shè)計規(guī)模工業(yè)純氫氣（

8、98.5%） t/a214292.消耗指標(biāo)（1） 原料煤 t/a184071（2） 主要輔助材料及催化劑 化學(xué)品 t/a105.92 變換催化劑 t/a45.5（3） 新鮮水m3/h93（4） 循環(huán)水m3/h3074（5） 蒸汽t/a153裝置占地面積m2675004裝置總建筑面積m25“三廢”排放量廢氣廢水廢渣Nm3/hm3/ht/a6運輸量t/a2600007總定員人1108總能耗kj/t氫9建設(shè)投資萬元309692、工藝2.1工藝設(shè)計基礎(chǔ)2.1.1裝置能力（1）年生產(chǎn)能力 2.14萬噸工業(yè)用純氫氣（2）小時生產(chǎn)能力 2.7噸工業(yè)用純氫氣（30000 NM3/h）（3）主生產(chǎn)線數(shù) 造氣爐

9、11套（9開2備） 壓縮機 3臺（2開1備） 脫硫、變換、脫碳、變壓吸附 單系列（4）年運轉(zhuǎn)率 8000小時（1） 產(chǎn)年方案 主產(chǎn)品 工業(yè)用純氫氣副產(chǎn)品 硫磺2.1.2裝置組成及名稱單元編號單元名稱說明100原料煤處理干煤庫及過篩系統(tǒng)200常壓造氣11臺爐產(chǎn)水煤氣制氫300栲膠脫硫與電除塵400一氧化碳變換500碳丙脫碳600壓縮700變壓吸附800吹風(fēng)氣鍋爐2.1.3原料、產(chǎn)品和副產(chǎn)品性質(zhì)和規(guī)格（1）原料無煙煤 原料無煙煤主要來自陜西晉城或河南焦作，其煤質(zhì)分析數(shù)據(jù)如下：項目分析數(shù)據(jù)水份%6.57.0灰份%22揮發(fā)份%22固定碳%70硫含量%0.4低位發(fā)熱量kJ/kg27214灰熔點1400機

10、械強度粒度mm一級二級三級1019193030100（2）產(chǎn)品氫氣產(chǎn)品氫氣規(guī)格：序號項目指標(biāo)實際可達指標(biāo)1氫98.5%（V）99.59%（V）2惰性氣平衡CH4 50PPM（V）N2 0.03%（V）Ar 0.37%（V）3油0.01mg/Nm3無4氧20mg/Nm3無5總硫2mg/Nm3無6CO+CO210mg/Nm310mg/Nm37汞無無8水10mg/Nm38mg/Nm39壓力MPa （G)3.23.510溫度環(huán)境溫度環(huán)境溫度2.1.4催化劑、化學(xué)品性質(zhì)和規(guī)格（1）一氧化碳變換催化劑性質(zhì)和規(guī)格 型號項目 B113（中變）外形片狀顏色棕褐色規(guī)格尺寸直徑 9高度 5堆密度1.31.4比表面5

11、0比孔容主要化學(xué)成分氧化鐵 78%氧化鉻（Cr2O3）9.6%硫酸根（SO4）1200PPMCI <100PPM操作溫度280530活性 活化能74.58 kj/mol（2） 栲膠脫硫溶液栲膠脫硫溶液成分g/l成分溶液1（用純堿預(yù)處理）溶液2（用燒堿預(yù)處理）Na2CO39.6610.3燒堿NaHCO354.5447.24NaVO36.56.5栲膠11.011.0溶液密度（40）g/cm31.0471.043（3） 碳丙溶液 碳丙溶液中主要成分為碳酸丙烯脂，其主要性質(zhì)如下：分子式： C4H6O3分子量： 102.09 密度（20）： 1.2 g/cm3 蒸汽壓（20）： 9.33 mmHg

12、 黏度（20）： 2.3 mm2/S(cSt) 沸點： 238.4 熔點： -49 閃點： 128 著火點： 1332.1.5原料、催化劑、化學(xué)品消耗量和產(chǎn)品、副產(chǎn)品產(chǎn)量（2.7053t/h 氫氣）序號名稱單位每噸氫氣每小時每年備注1原料煤噸8.5923.2381859082變換催化劑（B113）公斤1.654.46435710一次裝量55M33栲膠溶液公斤3.379.117729354碳丙溶液公斤4.8113.011040805產(chǎn)品氫氣噸1.02.7053216426副產(chǎn)品硫磺公斤21.558.1634653122.1.7公用物料和能量消耗定額和綜合能耗（2.7053t/h 氫氣）序號名稱單

13、位每噸氫氣正常每小時備注1電度4426119744低壓蒸汽(0.8 Mpa)噸5.2514.57循環(huán)水m3113630378儀表空氣Nm3 873009低壓氮氣Nm3開車時用2.2生產(chǎn)方法 以無煙煤為原料，經(jīng)過原料處理，選擇出合適的塊煤為氣化原料。 氣化利用現(xiàn)有的空氣間歇造氣爐，以空氣為氣化劑制熱，再加入低壓水蒸汽，制得水煤氣，水煤氣中含有約80%的有效氣（H2+CO）。 水煤氣經(jīng)過電除塵和常壓栲膠脫硫脫除大部分灰塵和硫化物，經(jīng)原料氣壓縮機壓縮，提壓到2.0MPa后去一氧化碳變換，水煤氣中絕大部分一氧化碳經(jīng)與水蒸氣反應(yīng)生成氫氣和二氧化碳，成為變換氣。同時，氣體中的有機硫也轉(zhuǎn)化為硫化氫。 變換氣首先經(jīng)過變換氣脫硫，脫除氣體中所余的硫化物，再用現(xiàn)有的碳酸丙烯脂脫碳裝置脫除二氧化碳，成為凈化氣。凈化氣中含氫氣約為86%。凈化氣壓力約為1.5 MPa，進壓縮機四段壓縮到4.0 Mpa后去變壓吸附，通過吸附塔內(nèi)吸附劑，將雜質(zhì)