[发明专利]一种焦炉煤气的变压吸附制氢方法

说明书

本发明涉及一种焦炉煤气的变压吸附制氢方法，由制氢装置进行氢气制备、由控制装置进行控制；制氢装置，包括：用以将原料气制备为氢气的反应器，用以清除炭黑的喷淋塔，用以增加产品气压力的压缩机组，用以提纯的吸附装置，以及，多个阀门；由阀门的开闭进行工艺流程的切换；制氢方法，包括：原料气制氢、提纯；原料气提纯；解析气制氢、提纯。本发明的一种焦炉煤气的变压吸附制氢方法，制氢过程中减少碳排放、更环保；更节能、高效。

技术领域

本发明涉及制氢技术领域，特别涉及一种焦炉煤气的变压吸附制氢方法。

背景技术

氢(Hydrogenium)是元素周期表中位于第一位的化学元素。氢的单质形态是氢气(H₂)，一种无色透明、无味无臭、难溶于水的、极易燃烧并由双原子组成。氢气是相对分子质量最小的物质，还原性较强，常作为还原剂参与化学反应。

16世纪初，通过金属与强酸的反应人工制备氢气。由于氢气的特殊性质，目前，大规模制氢的工业方法为：甲烷制氢、煤制氢、甲醇裂解制氢、水解法等。然而，常规的制氢方法，依然存在以下不足之处：

1、常规方法制氢依然存在大量的碳排放；

2、水解法制氢的能耗过高。

发明内容

为了解决背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种焦炉煤气的变压吸附制氢方法，制氢过程中减少碳排放、更环保；更节能、高效。

本发明解决所采用的技术方案是：

一种焦炉煤气的变压吸附制氢方法，由制氢装置进行氢气制备、由控制装置进行控制，所述制氢装置，包括：

罐状的反应器，所述反应器由下封头、下筒体、上筒体、上封头依次密封连接而组成，反应器的进口端与原料气管路相连通，并设置有第一阀门；反应器的出口端连通设置有第四阀门，并连通设置有喷淋塔，所述喷淋塔用以对反应后的炭黑进行清除；喷淋塔的出口端连通设置有压缩机组，用以对清除炭黑的产品气进行增压,压缩机组的进口端与原料气管路相连通，并设置有第二阀门；压缩机组的出口端连通设置有吸附装置。

所述吸附装置用以对增压产品气进行提纯，包括：

并列设置的产品气缓冲罐、成品气缓冲罐、解析气缓冲罐，以及，旋转阀、吸附塔；所述产品气缓冲罐的进、出口端分别与压缩机组的出口端、旋转阀的下总阀相连通；所述成品气缓冲罐与旋转阀的上总阀相连通；所述解析气缓冲罐的进口端与旋转阀的上总阀相连通，所述解析气缓冲罐的出口端与反应器的进口端相连通，并设置有第三阀门；所述吸附塔设置有多组，并分别与旋转阀的上、下分阀相连通。

所述第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门分别与控制装置电气连接。

制氢方法，包括：

A、原料气制氢、提纯：

控制装置控制第一阀门、第四阀门打开，同时，第二阀门、第三阀门关闭；

通过原料气管路将焦炉煤气输送至反应器进行反应产生反应气，所述反应气是含炭黑的氢气，反应气进入喷淋塔进行炭黑的清除，清除炭黑后的产品气进入压缩机组，压缩机组对清除炭黑后的产品气增压至变压吸附的工艺压力，再输送至吸附装置处进行吸附；

吸附前，达到变压吸附工艺压力的增压产品气暂存于产品气缓冲罐内；

吸附后，提纯后的高纯度氢气储存于成品气缓冲罐内，杂质气储存于解析气缓冲罐内。

B、原料气提纯：

控制装置控制第二阀门打开，同时，第一阀门、第三阀门、第四阀门关闭；

通过原料气管路将焦炉煤气输送至压缩机组，压缩机组对原料气增压至变压吸附的工艺压力，再输送至吸附装置处进行吸附；