【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及变压吸附，具体涉及一种焦炉煤气提纯氢气工艺。
技术介绍
1、焦炉煤气是焦炭生产过程中煤炭在高温、缓慢干馏过程中产生的一种可燃性气体。我国是焦炭产量最大的国家，2021年焦炭产量为4.64亿t,生产1t焦炭可产生430m3左右焦炉煤气，焦炉煤气中h2体积分数超过50%,若以55%计算,可从2021年焦炉煤气中分离出的h2量超1000亿m3。全国焦炭产能约有1/3在钢铁联合企业，2/3在独立焦化企业，独立焦化企业富余的焦炉气曾因无法直接用于生产而被大量放散，放散量最高峰时曾达30km³/a。
2、自2009年1月1日起实施的《焦化行业准入条件》修订版规定，焦化生产企业生产的焦炉煤气应全部回收利用，不得放散。这给焦炉煤气的综合利用提供了有利的政策支持，也进一步推动了焦炉煤气制氢、甲醇等工业技术的发展。焦炉煤气制氢是目前可实现的大规模低成本高效率获得工业氢气的重要途径。而我国晋、冀、豫几省是资源大省和焦化大省，氢源非常丰富，如何高效、合理地利用是关系环保、资源综合利用和节能减排的重大课题。
3、现有技术中，焦炉煤气制氢的常规流程如图1所示，为了提高h2收率和降低能耗，变压吸附(psa)常采用抽真空工艺，但当产品h2要求是高纯氢或燃料电池用氢时，抽真空工艺对装置密封性能要求极高，稍有泄露空气进入装置则产品h2中n2或o2会超标，所以对于产品要求为高纯氢和燃料电池用氢时，抽真空不再适用。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是开发一种提高产品气收率，产品气满
2、本专利技术通过如下的技术方案实现：
3、一种焦炉煤气提纯氢气工艺，包括如下步骤：
4、s1.将焦炉煤气送入压缩工段一，将焦炉煤气进行一次加压；
5、s2.焦炉煤气一次加压后送入预处理工段，对焦炉煤气进行预处理；
6、s3.预处理后的焦炉煤气送入压缩工段二，通过压缩工段二对焦炉煤气二次加压，补充由于前面工段压力降造成的焦炉煤气压力下降，同时去除焦炉煤气中的部分杂质，使焦炉煤气加压至变压吸附所需压力；
7、s4.二次加压后的焦炉煤气送入变压吸附工段，产生产品气和解吸气；
8、s5.产品气经过脱氧干燥工段后输出；
9、其中，所述步骤s4中使用的吸附塔会经历吸附、均压降、逆放、冲洗、均压升、终冲步骤；
10、所述步骤s4中变压吸附工段采用常压冲洗工艺，通过时序设置和压力控制，将部分冲洗气作为回收气返回压缩工段一实现回收，与压力为5kpag～10kpag的原料气混合。
11、可选的，所述步骤s4中，冲洗步骤采用10%~15%的产品氢气作为冲洗气，使吸附塔床层内吸附剂再生。
12、可选的，所述步骤4中用到的变压吸附装置的结构包括：
13、吸附塔、逆放罐和缓冲罐；
14、其中，所述吸附塔与逆放罐之间连通有逆放管路，所述逆放罐上连通有解吸气管和再生气管，再生气管将再生气送至预处理工段；
15、所述吸附塔与缓冲罐之间连通有冲洗管路，所述冲洗管路与解吸气管路间连通有连接管，所述缓冲罐上还连通有输入原料气的管路以及与压缩工段一连通的管路。
16、可选的，所述逆放管路上设置有第一阀门，所述连接管上设有第三阀门，所述冲洗管路上设有第二阀门和压力控制阀，所述第二阀门在冲洗管路上位于连接管与冲洗管路连通处远离缓冲罐一侧，所述压力控制阀设于冲洗管路上位于连接管与冲洗管路连通处靠近缓冲罐一侧。
17、可选的，所述步骤s4中，当吸附塔进行完逆放步骤时，进入冲洗步骤，通过床层的冲洗气带出吸附剂中残余的杂质从塔底流出，此时塔底冲洗的出气程序控制第二阀门打开，冲洗气通过第二阀门以及之后的压力控制阀后，作为回收气返回至压缩工段一前的缓冲罐内进行回收，压力控制阀控制阀后压力≥20kpag。
18、可选的，所述步骤s4中，当吸附塔进行到冲洗末期，吸附塔内压力＜20kpag时，关闭压力控制阀，打开第三阀门，使冲洗气通过连接管后与低压部分的逆放气汇在一起送出界区。
19、可选的，所述第二阀门开启的时间通过时序预设，运行时根据变压吸附装置的负荷实时调整，保证h2的最佳回收率，吸附塔的数量根据变压吸附装置规模和系统压力可设置4台~12台。
20、本专利技术的有益效果是：
21、本专利技术进行焦炉煤气提纯氢气时，变压吸附工段为常压冲洗，避免空气进入产品氢气中，通过时序设置和压力控制，将变压吸附工段的大部分冲洗气返回压缩工段一回收，这样能在使用常压冲洗工艺保证产品质量的同时提高h2的收率，降低单位产氢能耗，变压吸附装置中第二阀门开启的时间通过时序预设，运行时可根据装置的负荷实时调整，保证h2的最佳回收率，以进行更高效率和更高纯度的h2回收，达到了节省焦炉煤气制氢能耗和提高焦炉煤气综合利用效率的目的。
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1.一种焦炉煤气提纯氢气工艺，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的焦炉煤气提纯氢气工艺，其特征在于，所述步骤S4中，冲洗步骤采用10%~15%的产品氢气作为冲洗气，使吸附塔床层内吸附剂再生。
3.根据权利要求1或2所述的焦炉煤气提纯氢气工艺，其特征在于，所述步骤4中用到的变压吸附装置的结构包括：
4.根据权利要求3所述的焦炉煤气提纯氢气工艺，其特征在于，所述逆放管路上设置有第一阀门，所述连接管上设有第三阀门，所述冲洗管路上设有第二阀门和压力控制阀，所述第二阀门在冲洗管路上位于连接管与冲洗管路连通处远离缓冲罐一侧，所述压力控制阀设于冲洗管路上位于连接管与冲洗管路连通处靠近缓冲罐一侧。
5.根据权利要求4所述的焦炉煤气提纯氢气工艺，其特征在于，所述步骤S4中，当吸附塔进行完逆放步骤时，进入冲洗步骤，通过床层的冲洗气带出吸附剂中残余的杂质从塔底流出，此时塔底冲洗的出气程序控制第二阀门打开，冲洗气通过第二阀门以及之后的压力控制阀后，作为回收气返回至压缩工段一前的缓冲罐内进行回收，压力控制阀控制阀后压力≥20kpaG。
...【技术特征摘要】
1.一种焦炉煤气提纯氢气工艺，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的焦炉煤气提纯氢气工艺，其特征在于，所述步骤s4中，冲洗步骤采用10%~15%的产品氢气作为冲洗气，使吸附塔床层内吸附剂再生。
3.根据权利要求1或2所述的焦炉煤气提纯氢气工艺，其特征在于，所述步骤4中用到的变压吸附装置的结构包括：
4.根据权利要求3所述的焦炉煤气提纯氢气工艺，其特征在于，所述逆放管路上设置有第一阀门，所述连接管上设有第三阀门，所述冲洗管路上设有第二阀门和压力控制阀，所述第二阀门在冲洗管路上位于连接管与冲洗管路连通处远离缓冲罐一侧，所述压力控制阀设于冲洗管路上位于连接管与冲洗管路连通处靠近缓冲罐一侧。
5.根据权利要求4所述的焦炉煤气提纯氢气工艺，其特征在于，所述步骤s...
【专利技术属性】
技术研发人员：张济体，叶根银，胡高荣，
申请(专利权)人：四川亚联氢能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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