[实用新型]一种制氢系统的转化脱硫单元

说明书

本实用新型公开了一种制氢系统的转化脱硫单元，包括浓缩气压缩机、浓缩气出口缓冲罐、浓缩气预热器、预加氢罐、加氢罐、粗脱硫罐和脱硫罐；浓缩气压缩机的入口与浓缩气管连通，浓缩气压缩机、浓缩气出口缓冲罐和浓缩气预热器依次连通，预加氢罐、加氢罐、粗脱硫罐和脱硫罐均设置为两个。本实用新型通过设置浓缩气预热器、预加氢罐、加氢罐、粗脱硫罐和脱硫罐，保证了脱硫效果；而且转化脱硫单元工序正常运行时，能够切出单罐对催化剂或脱硫剂进行更换、升温，无需将所有系统停车，保证了生产效率。

技术领域：

本实用新型涉及天然气制造技术领域，尤其涉及一种制氢系统的转化脱硫单元。

背景技术：

中国是一个富煤、少油、贫气的国家，中国煤炭资源丰富，而石油和天然气则相对较少，以煤为主的能源结构将长期存在，在很长一段时间内，中国还需要以煤为原料获得氢气。

目前生产氢气的工艺有以焦炉煤气蒸汽转化制氢，焦炉煤气主要成分为H₂、CH₄，还含有少量CO、CO₂、C₂H₄、N₂、有机物、水分和其它气体，焦炉煤气经脱萘除油后，经过三级变压吸附(PSA)工序将氢气与其他气体分离，氢气作为产品气外送，变压吸附中得到的富甲烷气经过脱硫工序(包括加氢反应和吸附脱硫)脱硫后，得到的干净甲烷和水蒸汽在催化剂的作用下，发生一系列反应，其主要反应为：

蒸汽转化反应：CH₄+H₂O＝＝CO+3H₂-206.4kJ/mol

变换反应：CO+H₂O＝＝CO₂+H₂+41.2kJ/mol

焦炉煤气蒸汽转化制氢整个转化反应在约830℃～850℃、3.0MPa左右压力下进行，工艺流程简单。而且制氢装置多建于焦化厂，其原料有保证，且焦炉煤气蒸汽转化制氢工艺相对于煤气化、重油和渣油部分氧化法工艺，还具有投资少、占地小、对环境的污染少，且操作方便等优点，故该工艺是制取工业氢气应用最广泛的方法。

但是，现有转化脱硫单元存在的问题是：

1、脱硫效果差，无法将进口浓缩甲烷气中总硫(要求≤0.2ppm)脱除至设计工艺指标：浓缩气入口H₂S≤10mg/Nm³，浓缩气入口有机硫≤100mg/Nm³。

2、转化脱硫单元工序正常运行时，无法切出单罐对催化剂或脱硫剂进行更换、升温。

3、转化脱硫单元在工序初始开车或正常运行更换催化剂升温时，操作过程结构单一，必须将所有系统停车，利用该系统中的浓缩气预热器为氮气加热，而后为后续每个设备加热升温，影响生产效率。

实用新型内容：

为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种制氢系统的转化脱硫单元。

本实用新型由如下技术方案实施：一种制氢系统的转化脱硫单元，包括浓缩气压缩机、浓缩气出口缓冲罐、浓缩气预热器、预加氢罐、加氢罐、粗脱硫罐和脱硫罐；所述浓缩气压缩机的入口与浓缩气管连通，在所述浓缩气管上设有浓缩气阀；所述浓缩气压缩机、所述浓缩气出口缓冲罐和所述浓缩气预热器依次连通，所述预加氢罐、所述加氢罐、所述粗脱硫罐和所述脱硫罐均设置为两个，所述浓缩气预热器的出口与两个预加氢罐的入口通过两条第一连通管连通，两个所述预加氢罐的出口分别与两个所述加氢罐的入口通过四条第二连通管连通，两个所述加氢罐的出口分别与两个所述粗脱硫罐的入口通过四条第三连通管连通，两个所述粗脱硫罐的出口分别与所述脱硫罐的入口通过四条第四连通管连通；在所述第一连通管、第二连通管、第三连通管和第四连通管上分别设有第一连通阀、第二连通阀、第三连通阀和第四连通阀。