[实用新型]高纯度氢气的生产系统以及合成氨系统

权利要求书

1.一种高纯度氢气的生产系统，其特征在于：

包括水煤气发生部分，变换气发生部分，变换气脱硫部分和变换气脱碳提氢部分；所述水煤气发生部分和变换气发生部分之间，变换气发生部分和变换气脱硫部分之间，变换气脱硫部分和变换气脱碳提氢部分之间通过管道连通；

所述水煤气发生部分包括原料输送装置、空气分离装置和气化炉，其中烟煤通过原料输送装置进入气化炉，空气分离装置分离出来的氧气进入气化炉；烟煤和氧气在气化炉中加压气化生成水煤气；水煤气进入所述变换气发生部分生成变换气后进入变换气脱硫部分；

所述变换气脱硫部分包括脱硫塔和脱硫液再生装置；所述脱硫塔与脱硫液再生装置连接；等温绝热变换气进入脱硫塔脱硫后进入变换气脱碳提氢部分。

2.根据权利要求1所述的高纯度氢气的生产系统，其特征在于：

所述变换气发生部分包括净化装置、第一热交换装置、等温变换炉、绝热变换炉、第二热交换装置、冷凝装置、分离装置；所述水煤气首先通过净化装置去除杂质得到第一水煤气，第一水煤气进入第一热交换装置进行热交换得到第二水煤气，第二水煤气与过热蒸汽混合后进入等温变换炉反应得到等温变换气，等温变换气进入第一热交换装置与第一水煤气进行热交换后得到第一变换气，第一变换气进入绝热变换炉进行绝热变换反应得到第二变换气，第二变换气进入第二热交换装置降温得到第三变换气，第三变换气进入冷凝装置使水蒸气冷凝后进入分离装置分离出冷凝水，得到等温绝热变换气。

3.根据权利要求2所述的高纯度氢气的生产系统，其特征在于：

所述等温变换炉设置有汽包，所述第一热交换装置与所述等温变换炉的管程连通，所述等温变换炉的壳程与所述汽包连通。

4.根据权利要求1所述的高纯度氢气的生产系统，其特征在于：

所述变换气脱碳提氢部分包括脱碳装置和提氢装置；

所述脱碳装置包括水分离器、第一吸附塔和第一均压罐，所述脱硫变换气首先经过水分离器分离出水分后进入第一吸附塔，在所述第一吸附塔中设置有第一低温触媒吸附剂；经过第一吸附塔吸附处理后进入第一均压罐升压处理后进入提氢装置；

所述提氢装置包括第二吸附塔、第二均压罐、真空泵和氢气压缩机，所述经过脱碳装置处理后的脱硫变换气依次进入第二吸附塔和第二均压罐后通过真空泵打入氢气压缩机进行压缩处理得到高纯度氢气。

5.一种合成氨系统，其特征在于：

包括权利要求1至4所述的高纯度氢气的生产系统；

所述合成氨系统还包括氢气补氮脱氧部分，氮氢气压缩部分和氨合成部分；变换气脱碳提氢部分和氢气补氮脱氧部分之间，氢气补氮脱氧部分和氮氢气压缩部分之间，以及氮氢气压缩部分和氨合成部分之间均通过管道连接。

6.根据权利要求5所述的合成氨系统，其特征在于：

所述氢气补氮脱氧部分包括氮气输送管、氮氢混合装置和除氧装置，所述氮气输送管与所述水煤气发生部分的空气分离装置连接，所述氮气输送管与所述氮氢混合装置连接，所述除氧装置与所述氮氢混合装置连接；经过提氢装置提取出来的氢气进入氮氢混合装置，与通过氮气输送管进入的氮气在氮氢混合装置中混合得到氮氢混合气，氮氢混合气进入除氧装置除氧后进入氮氢气压缩部分。

7.根据权利要求5所述的合成氨系统，其特征在于：

所述氮氢气压缩部分包括氮氢气进口总管、第一分离装置、至少一台压缩机和氮氢气出口总管，所述第一分离装置设置在氮氢气进口总管的入口处，所述氮氢气进口总管与压缩机的进口连接，所述氮氢气出口总管与压缩机的出口连接。

8.根据权利要求5所述的合成氨系统，其特征在于：

所述氨合成部分包括氨合成塔，其中氨合成塔中设置有高活性氨合成触媒。

9.根据权利要求5所述的合成氨系统，其特征在于：

所述氨合成系统还包括后续处理部分，所述后续处理部分包括蒸汽过热器、废热锅炉、软水加热器、第一水冷装置、第二水冷装置、第一氨冷装置、第二氨冷装置、氨分离器和合成气循环装置；所述氨合成部分产生的合成氨经过蒸汽过热器加热饱和蒸汽至过热蒸汽，然后经过废热锅炉产生饱和蒸汽之后进入软水加热器加热脱盐水，之后进入第一水冷装置降温，进入第二水冷装置后氨气被部分冷凝，再进入第一氨冷装置和第二氨冷装置冷凝，之后进入氨分离器进行气液分离得到液氨和合成气，液氨进入氨库储存。