[发明专利]一种短流程变压吸附制氢方法

说明书

本发明涉及一种短流程变压吸附制氢方法，包括以下步骤：将富氢气体使用短流程变压吸附设备进行连续分离与提纯；连续分离与提纯后的气体经脱氧塔进行脱氧；脱氧后的气体用换热器、水分离器、预干燥塔、干燥塔进行干燥处理，去除粗氢中少量的水，得纯度为99.999％的产品氢。与常规制氢工艺相比，去除脱萘工序和预处理工序，不使用压缩机，仅采用变压吸附工序、脱氧工序和干燥工序完成99.999％纯度氢气制备。极大地降低设备投资，减少运行过程中的能源和辅材消耗，减少设备故障率。

技术领域

本发明涉及冶金用气体生产技术领域，具体涉及一种短流程变压吸附制氢方法。

背景技术

冷轧工厂的罩式退火炉或连续式退火炉，均利用氢气作为炉内保护气体。钢厂多建设变压吸附制氢机组用于自用氢气的生产，通常制氢机组采用焦炉煤气、天然气作为原料制氢，设置脱萘工序、预处理工序、压缩工序、变压吸附工序、脱氧工序和干燥工序，生产纯度达99.999％的高纯氢气。此机组各工序均需配备相应压力容器、管道及相应吸附剂。其中，脱萘及预处理工序共有约12台压力容器，且此工序吸附剂寿命较短；压缩工序需配备3-5台压缩机及相应厂房，压缩机故障率极高，约15天需更换相应密封件。此类制氢机组整体故障率高、消耗大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种去除脱萘工序和预处理工序，不使用压缩机的短流程变压吸附制氢方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种短流程变压吸附制氢方法，包括以下步骤：

1)将富氢气体使用短流程变压吸附设备进行连续分离与提纯；

2)连续分离与提纯后的气体经脱氧塔进行脱氧；

3)脱氧后的气体用换热器、水分离器、预干燥塔、干燥塔进行干燥处理，去除粗氢中少量的水，得纯度为99.999％的产品氢。

具体地，所述步骤1)中富氢气体的成分如下：CH₄1.3-3％，H₂88-92％，N₂7-8.5％。

具体地，所述步骤1)中短流程变压吸附设备由吸附塔、顺放气缓冲罐、解吸气缓冲罐和粗氢缓冲罐组成，吸附塔为多台，吸附塔交替进吸附、再生操作。

具体地，所述吸附塔内依次设有以下吸附剂：氧化铝、不定型活性炭、吸油活性炭、硅胶、脱碳吸附剂、5A分子筛、钯吸附剂、13X沸石分子筛。所述吸附剂的规格如下：氧化铝为球状白色；不定型活性炭为不定型黑色；吸油活性炭为柱状黑色；硅胶为球状；脱碳吸附剂为柱状黑色；5A分子筛为球状白色；钯吸附剂为球状；13X沸石分子筛为球状。

本发明具有以下有益效果：本发明与常规制氢工艺相比，去除脱萘工序和预处理工序，不使用压缩机，仅采用变压吸附工序、脱氧工序和干燥工序完成99.999％纯度氢气制备。极大地降低设备投资，减少运行过程中的能源和辅材消耗，减少设备故障率。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案做进一步描述，但是本发明的保护范围并不限于这些实施例。凡是不背离本发明构思的改变或等同替代均包括在本发明的保护范围之内。

一种短流程变压吸附制氢方法，包括以下步骤：

1)将富氢气体使用短流程变压吸附设备进行连续分离与提纯。

短流程变压吸附设备由吸附塔、顺放气缓冲罐、解吸气缓冲罐和粗氢缓冲罐组成，吸附塔为多台，吸附塔交替进吸附、再生操作。吸附塔内依次设有以下吸附剂：氧化铝、不定型活性炭、吸油活性炭、硅胶、脱碳吸附剂、5A分子筛、钯吸附剂、13X沸石分子筛。所述吸附剂的规格如下：氧化铝为球状白色；不定型活性炭为不定型黑色；吸油活性炭为柱状黑色；硅胶为球状；脱碳吸附剂为柱状黑色；5A分子筛为球状白色；钯吸附剂为球状；13X沸石分子筛为球状。