制氢转化炉逻辑改造在
制氢转化炉逻辑改造在ESD上的实现
黄军政 张彦军
（独山子石化总厂乙烯厂仪表车间，新疆独山子 833600）
摘 要：根据安全生产和实际操作的需要，指出了制氢装置转化炉关键逻辑中存在的逻辑隐患和ESD输出回路的设计缺陷，并给出了改造方案和具体实施方法。
关键词：ESD 三重化冗余 FBD 与门
Abstract:This paper points out logic flaut which is founded in hydrogen plant transform furnace’skey logic and design flaut which is founded in output loop according to production security and excutive orperation. Then provides modify plan and the way of implement.
Keyword:ESD FBD “And”
0 引言
独山子石化总厂乙烯厂制氢装置是依托原甲醇装置对其设备进行改造后建成的。它采用了先进的工艺技术，每小时产氢气1500Nm3供炼油厂加氢裂化装置使用。由于氢气是易燃易爆气体，要求该装置具有很高级别的安全措施和联锁系统。
转化炉是该装置的关键设备，在转化炉中催化剂的作用下，原料气与蒸汽发生复杂的转化反应，整个反应过程表现为强吸热反应，反应所需的热量由设在转化炉顶部的气体燃料烧嘴提供。
燃料气入口流量阀XCV4201和脱附气入口流量阀XCV4202是为转化炉提供燃料的关键阀门，尤其是XCV4201在正常开工时转化炉反应所需热量主要由此阀供给，而在停炉或停工检修时则严格要求该阀关闭。因此对以上两阀设计了要求严格执行的联锁逻辑。按工艺要求制定的逻辑是：当燃料气压力低低PTSLL4201≤0.05MPa时,XCV4201切断,在开工前复位打开该阀；当脱附气压力低低PTSLL4204≤0.012MPa时,XCV4202切断，在开工前复位打开该阀。
1 问题的提出
要保证装置安全生产仅有性能超群、设计合理的硬件系统是不够的，软件的使用和逻辑程序的正确性也至关重要。但是仪表工艺人员在第一次开工前对逻辑程序调试时却发现：在转化炉逻辑的关键逻辑中存在严重缺陷。原设计中逻辑图如图1所示。
按图1所示逻辑图:若联锁发生（如PTSL4201<0.05MPa），导致转化炉停车，燃料气阀(如XCV4201)关闭后，工艺操作人员有可能在联锁条件未解除时(即PTSL4201<0.05MPa)复位(通过按XOV4201复位按钮)打开重要阀门(如XCV4201)，若此时转化炉炉内温度很高,必将导致爆炸等重大危险事故的发生，这与设置“复位”开关的目的和对其功能的要求是不相符合的。从图1可知其它重要阀门的逻辑也有类似缺陷,因此成为影响全装置安全生产的重大逻辑缺陷。
另外，发现原设计由于缺少手动开关按钮，若逻辑输出回路出现故障，必将导致在紧急情况下不能正常手动打开阀门 (由于不能通过逻辑打开图1中所示一系列阀门)。因此，根据工艺的要求需要在操作台上设置手动开关按钮，以备在以上情况和其他紧急情况下立刻打开指定阀门。
图1 原设计逻辑图
2 解决方案
根据原设计逻辑图中的缺陷，仪表人员经过仔细研究提出了如图2所示的逻辑图和接线图，按要求在联锁停车后，若需复位开车，必须在确认联锁条件都已解除、开车条件完全具备后复位功能才能实现。
其次在输出环节增加了手动操作按钮XCV4201H 和XCV4202H，保证在逻辑回路出现故障时，通过按下手动按钮使各阀门能够顺利打开,转化炉正常开车。
从图2可以看出:在逻辑图中的与门和或门之间增加了一个与门，只有当PTSLL4201≥0.05MPa 及切断按钮XCV4201闭合时复位开关XOV4201的”1”信号才能传至或门作为一个条件,使整个逻辑功能得以实现，保证了制氢装置的安全生产。
3 方案的实施
基于安全生产的需要，该装置主要采用了FOXBORO 公司的I/A DCS 系统实现工艺人员对装置的监测和控制。联锁逻辑功能采用TRICON 公司的基于三重模件冗余结构的当今最先进的TRIDENT ESD 系统实现。
如图3所示，TRIDENT 将3路隔离、并行的控制系统和广泛的诊断集成在一个系统中，用三取二表决提供高度完善、无差错、不间断的过程操作，不会因为单点的故障而导致系统失效。
TRIDENT 的tristation 1131工作平台提供了3种编辑器,用以支持逻辑程序编写功能图（FBD）、梯形图（LD）和结构语句（ST）。本装置使用了功能块图（FBD）。
图
2 改造后的逻辑图
图3 TRICON 控制器的三重化结构
在逻辑图确定后，仪表人员给出了相应功能图如图4所示。
该功能图经调试合格后，被下装到TRIDENT 主处理器中。在开工阶段以及正常生产阶段的试运行过程中，完全实现了工艺要求的逻辑功能， 避免了工艺人员的误操作和重大生产事故的发生,有着很大的经济效益和社会效益。
图4 逻辑功能图
4 结束语
逻辑改造完全从安全生产的实际出发，具有很好的推广价值。制氢装置由于许多重要阀门普遍存在类似安全隐患，很有必要进行相应的改造。
参考文献
1 制氢装置工艺操作规程。
2 制氢装置紧急停车及安全联锁控制系统。
3 ESD紧急停车系统
第一作者黄军政，男，1970年生，工程师，92年毕业于新疆大学应用数学专业,现在主要从事仪表自动化，DCS和 PLC硬
件维护以及软件研究与开发工作.发表论文7篇。
制氢转化炉施工方案1概论
目录 一、工程概况 (1) 二、施工标准 (2) 三、适用范围 (3) 四、制氢转化炉钢结构施工要求 (4) 五、炉管及配件的制作 (12) 六、炉管的安装 (19) 七、炉管系统的试压 (21) 八、配件的安装 (22) 九、辐射室炉管的安装 (25) 十、安全措施和文明施工 (27) 十一、施工机具 (29) 十二、施工人员 (31) 十二、施工平面布置图 (35)
山东海化集团80万吨/年重油催化项目制氢转化炉施工方案 编制: 审核: 批准: 中国化学工程第十六建设公司 重油项目经理部 二OO六年十月十日
一工程概况: 山东海化集团80万吨/年重油催化项目气制氢装置的制氢转化炉炉体（辐射室部分）高为16.935米，端面宽为8.06米。炉型为立管式厢式炉，分为辐射室、对流室、烟风道三部分。 辐射室加热联合油及轻蜡油，炉管为单排管双面辐射，共72根炉管，分为4排，炉底30台新型小能量扁平火焰燃烧器分成5排，炉墙中间设置中间火墙将辐射室分为两部分。对流室4排炉管，每排14根，其中58根为翅片管，最下面一排炉管为光管。 二施工标准 1施工图纸 2 SH3070-1995《石油化工管式炉钢结构设计规范》 3 SH3526-1992《石油化工异种钢焊接规程》 4 JB4730-94 《压力容器无损检测》 5 SH3506-2000 《管室炉安装工程施工及验收规范》 6 SHT3523-1999《石油化工铬镍奥氏体、铁镍合金和镍合金管道焊接规程》 7 JBT-4730.1~4730.6-2005 《承压设备无损检测》 8 JB T6046-92 《碳钢、低合金钢焊接构件焊后热处理方法》 9 SHJ509《石油化工工程焊接工艺评定》
煤制氢装置工艺说明书
浙江X X X X X X有限公司培训教材 煤制氢装置工艺说明书 二○一○年九月
第一章 概 述 1 设计原则 1.1 本装置设计以无烟煤、蒸汽、空气为主要原料生产水煤气，然后经过一系列的净化变换处理生产工业氢气；生产规模：30000Nm 3/h 工业氢气。 1.2 本装置采用成熟、可靠、先进的技术方案，合理利用能源，降低能耗，节省投资。 1.3 认真贯彻国家关于环境保护和劳动法的法规和要求，认真贯彻“安全第一、预防为主”的指导思想，对生产中易燃易爆、有毒有害的物质设置必要的防范措施，三废排放要符合国家现行的有关标准和法规。 1.4 采用DCS 集散型控制系统。 2 装置概况及特点 2.1装置概况 本装置技术采用固定床煤气发生炉制气、湿法脱硫、全低温变换、变压吸附VPSA 脱碳和（PSA ）提纯氢气的工艺技术路线，其中的变压吸附脱碳和提氢技术采用上海华西化工科技有限公司的专有技术。 本装置由原料煤储运工序、固定床煤气发生炉制水煤气工序、水煤气脱硫工序、水煤气压缩工序、全低温变换工序、变换气脱硫工序、变压吸附脱碳和提氢工序、造气和脱硫循环水处理工序以及余热回收等部分组成。 2.2装置组成 原料煤储运→造气→气柜→水煤气脱硫→水煤气压缩→全低温变换→变换气脱硫→变压吸附脱碳→ 变压吸附提氢 2.3生产规模 制氢装置的生产规模为30000Nm 3/h ，其中0.6MPa 产品氢7000 Nm 3/h ，1.3 MPa 产品氢23000 Nm 3/h 。装置的操作弹性为30—110%，年生产时数为8000小时。 2.4物料平衡简图 本装置的界区自原料煤库出来的第一条输煤皮带的下料开始，至产品氢出口的最后一个阀门为止。 煤造气气柜变换压缩脱硫VPSA 脱碳 VPSA 氢提纯余 热 回 收 系 统 动力站界外蒸汽管网硫回收 脱硫循环水造气循环水煤栈桥原料煤库 循环水站界外界外吹风气 粉煤 炉渣蒸汽VPSA 解析气 CO2气界外 界外外卖炉渣硫磺 硫泡沫 上水回水 0.6MPa 产品氢 1.3MPa 产品氢 变脱水煤气水煤气水煤气P-55 水煤气变脱气变换气P-63上水回水空气吹风气蒸汽 蒸汽 块煤 块煤蒸汽 飞灰烟气灰渣
CDEF系列说明书讲解
水电解制氢设备 操 作 使 用 手 册 苏州竞立制氢设备有限公司
1、简述 1.1、氢气的性质和用途： 氢是自然界分布最广的元素之一，它在地球上主要以化合状态存在于化合物中。在大气层中的含量却很低，仅有约1ppm（体积比）。氢是最轻的气体,它的粘度最小，导热系数很高，化学活性、渗透性和扩散性强（扩散系数为0.63cm2/s，约为甲烷的三倍），它是一种强的还原剂，可同许多物质进行不同程度的化学反应，生成各种类型的氢化物。 氢的着火、燃烧、爆炸性能是它的特性。氢含量范围在4-75%（空气环境）、4.65-93.9%（氧气环境）时形成可爆燃气体，遇到明火或温度在585℃以上时可引起燃爆。 压力水电解制出的氢气具有压力高（1.6或 3.2MPa）便于输送，纯度高（99.8%以上）可直接用于一般场合，还可以通过纯化（纯度提高到99.999%）和干燥（露点提高到-40～-90℃）的后续加工，可以作为燃料、载气、还原或保护气、冷却介质，广泛应用于国民经济的各行各业。 1.2、水电解制氢原理： 利用电能使某电解质溶液分解为其他物质的单元装置称为电解池。 任何物质在电解过程中，在数量上的变化服从法拉第定律。法拉第定律指出：电解时，在电极上析出物质的数量，与通过溶液的电流强度和通电时间成正比；用相同的电量通过不同的电解质溶液时，各种溶液在两极上析出物质量与它的电化当量成正比，而析出1克当量的任何物质都需要1法拉第单位96500库仑（26.8安培小时）的电量。水电解制氢符合法拉第电解定律，即在标准状态下，阴极析出1克分子的氢气，所需电量为53.6A/h。经过换算，生产1m3氢气（副产品0.5m3氧气）所需电量约2393Ah，原料水消耗0.9kg。 将水电解为氢气和氧气的过程，其电极反应为: 阴极: 2H 2O + 2e →H 2 ↑+ 2OH- 阳极: 2OH-- 2e →H 2O + 1/2O 2 ↑ 总反应: 2H 2O →2H 2 ↑+ O 2 ↑ 由浸没在电解液中的一对电极，中间隔以防止气体渗透的隔膜而构成水电解池，通以一定电压（达到水的分解电压1.23V和热平衡电压1.47V以上）的直流电，水就发生电解。根据用户产量需求，使用多组水电解池组合，减小体积和增加产量，就形成水电解槽的压滤型组合结构。 本公司生产的压力型水电解槽采用左右槽并联型结构，中间极板接直流电源正极，两端极板接直流电源负极，并采用双极性极板和隔膜垫片组成多个电解池，并在槽内下部形成共用的进液口和排污口，上部形成各自的氢碱和氧碱的气液体通道。由电解槽纵向看，A、B系列的氧气出口设计在中心线靠直流铜排一侧（氧铜侧），C、D、E、F系列的氢气出口设计在中心线靠直流铜排一侧（氢铜侧）。 我公司生产的压力型水电解槽，目前标准产品操作压力为1.6MPa和3.2MPa两种。具有结构紧凑，运行安全，使用寿命长的特点，电解液采用强制循环，电解消耗的原料
制氢的全部方法
制氢的全部方法 一、电解水制氢 多采用铁为阴极面，镍为阳极面的串联电解槽（外形似压滤机）来电解苛性钾或苛性钠的水溶液。阳极出氧气，阴极出氢气。该方法成本较高，但产品纯度大，可直接生产99.7%以上纯度的氢气。这种纯度的氢气常供：①电子、仪器、仪表工业中用的还原剂、保护气和对坡莫合金的热处理等，②粉末冶金工业中制钨、钼、硬质合金等用的还原剂，③制取多晶硅、锗等半导体原材料，④油脂氢化，⑤双氢内冷发电机中的冷却气等。像北京电子管厂和科学院气体厂就用水电解法制氢。 二、水煤气法制氢 用无烟煤或焦炭为原料与水蒸气在高温时反应而得水煤气（C+H2O→CO+H2—热）。净化后再使它与水蒸气一起通过触媒令其中的CO转化成CO2（CO+H2O→CO2+H2）可得含氢量在80%以上的气体，再压入水中以溶去CO2，再通过含氨蚁酸亚铜（或含氨乙酸亚铜）溶液中除去残存的CO 而得较纯氢气，这种方法制氢成本较低产量很大，设备较多，在合成氨厂多用此法。有的还把CO与H2合成甲醇，还有少数地方用80%氢的不太纯的气体供人造液体燃料用。像北京化工实验厂和许多地方的小氮肥厂多用此法。 三、由石油热裂的合成气和天然气制氢 石油热裂副产的氢气产量很大，常用于汽油加氢，石油化工和化肥厂所需的氢气，这种制氢方法在世界上很多国家都采用，在我国的石油化工基地如在庆化肥厂，渤海油田的石油化工基地等都用这方法制氢气 也在有些地方采用（如美国的Bay、way和Batan Rougo加氢工厂等）。 四、焦炉煤气冷冻制氢 把经初步提净的焦炉气冷冻加压，使其他气体液化而剩下氢气。此法在少数地方采用（如前苏联的Ke Mepobo工厂）。 五、电解食盐水的副产氢 在氯碱工业中副产多量较纯氢气，除供合成盐酸外还有剩余，也可经提纯生产普氢或纯氢。像化工二厂用的氢气就是电解盐水的副产。 六、酿造工业副产 用玉米发酵丙酮、丁醇时，发酵罐的废气中有1/3以上的氢气，经多次提纯后可生产普氢（97%以上），把普氢通过用液氮冷却到—100℃以下的硅胶列管中则进一步除去杂质（如少量N2）可制取纯氢（99.99%以上），像北京酿酒厂就生产这种副产氢，用来烧制石英制品和供外单位用。 七、铁与水蒸气反应制氢 但品质较差，此系较陈旧的方法现已基本淘汰。 八、金属与酸反应制氢气， 当然，金属必须是活动性排在氢前的（钾，钙，钠不行），可以用镁铝锌铁锡铅。酸不能用硝酸和浓硫酸。 工厂生产方法有： 1、电解水制氢． 水电解制氢是目前应用较广且比较成熟的方法之一。水为原料制氢过程是氢与氧燃烧生成水的逆过程，因此只要提供一定形式一定能量，则可使水分解。提供电能使水分解制得氢气的效率一般在75-85％，其工艺过程简单，无污染，但消耗电量大，因此其应用受到一定的限制。利用电网峰谷差电解水制氢，作为一种贮能手段也具有特点。我国水力资源丰富，利用水电发电，电解水制氢有其发展前景。太阳能取之不尽，其中利用光电制氢的方法即称为太阳能氢能系统，国外已进行实验性研究。随着太阳电池转换能量效率的提高，成本的降低及
制氢装置转化炉设计简介
制氢装置转化炉简介 一、概述 随着炼油厂加氢装置的逐渐增多，所需要的氢气也越来越多，使得制氢装置相应的发展很快。目前大型工业装置采用的制氢方法均为烃类水蒸汽转化法，利用的原料主要有天然气、炼厂气、石脑油等轻质烃类。这些烃类在特定的温度、压力以及催化剂存在的条件下与水蒸汽发生反应，生成氢气及一氧化碳。 烃类化合物的水蒸汽转化反应是一个复杂的反应平衡系统，高分子烃类先裂解或转化成甲烷，最终与水蒸汽进行转化反应。大体上可用下列反应式表达： C n H m + 2H2O →C n-1H m-2 + CO2 + 3H2– Q CH4 + 2H2O = CO2 + 4H2– Q CO2 + H2 = CO + H2O - Q 转化炉是制氢装置中转化反应的反应器，属于装置的心脏设备。这是一种非常特殊的外热式列管反应器，由于转化反应的强吸热及高温等特点，这种反应器被设计成加热炉的形式，催化剂装在一根根的转化炉管内，在炉膛内直接加热，反应介质通过炉管内的催化剂床层进行反应。 转化炉苛刻的操作条件，使得这种炉子有很多有别于其它加热炉的特殊性，在炉子结构、炉管材料、管路系统支撑、管路系统应力、管路系统膨胀及补偿、燃烧、烟气流动及分配、耐火材料等各方面都必须精心考虑。 二、炉型及结构 1.炉型 制氢装置转化炉按辐射室供热方式进行分类，可分为以下四种方式： 1)顶烧炉：这是很多公司都采用的一种炉型。这种炉型的燃烧器布置在辐射室顶部，转化管受热形式为单排管受双面辐射，火焰与炉管平行，垂直向下燃烧，烟气下行，从炉膛底部烟道离开辐射室。这种炉型的对流室均布置在辐射室旁边。 2)侧烧炉：这种炉型以丹麦TOPSφE公司为代表。这种炉子的燃烧器布置在辐射室的侧墙，火焰附墙燃烧。早期转化管的受热形式多为炉膛中间的双排管受侧墙的双面辐射，由于受热形式不好，操作条件苛刻时，炉管易弯曲，现在大部分都改为单排管受双面辐射的形式。这种炉子的烟气上行，对流室置于辐射室顶部，大型装置的对流室考虑到结构及检修等原因，对流室经常放置在辐射室旁边。 3)梯台炉：这种炉型以美国FOSTER WHEELER公司为代表。这种炉子的辐射室侧墙呈梯台形，燃烧器火焰沿倾斜炉墙平行燃烧，通过炉墙向转化管辐射传热。与侧烧炉类似，转化管可以为双排或单排。这种炉子的对流室全部置于辐射室顶部，烟气上行，采用自然抽风，没有引风机。 4)底烧炉：这种炉型目前多用于小型装置。燃烧器位于辐射室底部，烟气上行。 2.炉型结构比较 2.1传热方式
制氢站使用维护说明书(天津大陆)
制氢站 1 水电解制氢装置用途------------------------------------------------ 2 2 水电解制氢装置工作原理-------------------------------------------- 2 2.1 水电解制氢原理---------------------------------------------- 2 2.2 氢气干燥工作原理-------------------------------------------- 2 3 FDQG10/3.2-IV 型水电解制氢干燥装置系统详述： ----------------------- 2 3.1 氢气制备及干燥系统------------------------------------------ 2 3.2 除盐水冷却系统---------------------------------------------- 3 3.3 气体分配系统------------------------------------------------ 3 3.4 储气系统---------------------------------------------------- 4 3.5 仪表气系统-------------------------------------------------- 4 3.6 制氢干燥部分主要设备的功能简述-------------------------------- 4 4 制氢干燥系统工作流程---------------------------------------------- 5 4.1 制氢干燥设备作业简介---------------------------------------- 5 4.2 制氢干燥设备加水、补碱简介------------------------------------ 6 4.3 配碱：------------------------------------------------------ 6 4.5 碱液从系统回收至碱箱----------------------------------------- 7 4.6 制氢干燥过程------------------------------------------------ 7 4.7 N 2 置换流程------------------------------------------------ 10 5 FDQG10/3.2-IV 型循环水电解制氢及干燥操作规程 --------------------- 10 5.1 工艺部分开车前准备----------------------------------------- 10 5.2 气动部分开车前的准备---------------------------------------- 12 5.3 开车顺序--------------------------------------------------- 12 5.4 正常操作及维护--------------------------------------------- 14 5.5 正常情况下停车--------------------------------------------- 15 5.6 非正常情况下停车------------------------------------------- 15 6 水电解制氢干燥装置常见故障及排除方法------------------------------ 16 6.1 水电解制氢装置常见故障排除方法------------------------------ 16 6.2 氢气干燥装置常见故障排除方法-------------------------------- 19 7 自控仪表的检修--------------------------------------------------- 20 8 水电解制氢装置安全注意事项--------------------------------------- 20附表一------------------------------------------------------------- 22
制氢装置转化炉简介
一、 概述 随着炼油厂加氢装置的逐渐增多，所需要的氢气也越来越多，使得制氢装置相应的发展很快。目前大型工业装置采用的制氢方法均为烃类水蒸汽转化法，利用的原料主要有天然气、炼厂气、石脑油等轻质烃类。这些烃类在特定的温度、压力以及催化剂存在的条件下与水蒸汽发生反应，生成氢气及一氧化碳。 烃类化合物的水蒸汽转化反应是一个复杂的反应平衡系统，高分子烃类先裂解或转化成甲烷，最终与水蒸汽进行转化反应。大体上可用下列反应式表达：CnHm + 2H2O → Cn-1Hm-2 + CO2 + 3H2 – Q CH4 + 2H2O = CO2 + 4H2 – Q CO2 + H2 = CO + H2O - Q 转化炉是制氢装置中转化反应的反应器，属于装置的心脏设备。这是一种非常特殊的外热式列管反应器，由于转化反应的强吸热及高温等特点，这种反应器被设计成加热炉的形式，催化剂装在一根根的转化炉管内，在炉膛内直接加热，反应介质通过炉管内的催化剂床层进行反应。 转化炉苛刻的操作条件，使得这种炉子有很多有别于其它加热炉的特殊性，在炉子结构、炉管材料、管路系统支撑、管路系统应力、管路系统膨胀及补偿、燃烧、烟气流动及分配、耐火材料等各方面都必须精心考虑。 二、 炉型及结构 1. 炉型 制氢装置转化炉按辐射室供热方式进行分类，可分为以下四种方式： 1) 顶烧炉：这是很多公司都采用的一种炉型。这种炉型的燃烧器布置在辐射室顶部，转化管受热形式为单排管受双面辐射，火焰与炉管平行，垂直向下燃烧，烟气下行，从炉膛底部烟道离开辐射室。这种炉型的对流室均布置在辐射室旁边。 2) 侧烧炉：这种炉型以丹麦TOPSφE公司为代表。这种炉子的燃烧器布置在辐射室的侧墙，火焰附墙燃烧。早期转化管的受热形式多为炉膛中间的双排管受侧墙的双面辐射，由于受热形式不好，操作条件苛刻时，炉管易弯曲，现在大部分都改为单排管受双面辐射的形式。这种炉子的烟气上行，对流室置于辐射室顶部，大型装置的对流室考虑到结构及检修等原因，对流室经常放置在辐射室旁边。 3) 梯台炉：这种炉型以美国FOSTER WHEELER公司为代表。这种炉子的辐射室侧墙
制氢装置转化炉简介及制氢原理
制氢装置转化炉简介 一、炉型及结构 1.炉型 制氢装置转化炉按辐射室供热方式进行分类，可分为以下四种方式： 1)顶烧炉：这是很多公司都采用的一种炉型。这种炉型的燃烧器布置在辐射室顶部，转化管受热形式为单排管受双面辐射，火焰与炉管平行，垂直向下燃烧，烟气下行，从炉膛底部烟道离开辐射室。这种炉型的对流室均布置在辐射室旁边。 2)侧烧炉：这种炉型以丹麦TOPSφE公司为代表。这种炉子的燃烧器布置在辐射室的侧墙，火焰附墙燃烧。早期转化管的受热形式多为炉膛中间的双排管受侧墙的双面辐射，由于受热形式不好，操作条件苛刻时，炉管易弯曲，现在大部分都改为单排管受双面辐射的形式。这种炉子的烟气上行，对流室置于辐射室顶部，大型装置的对流室考虑到结构及检修等原因，对流室经常放置在辐射室旁边。 3)梯台炉：这种炉型以美国FOSTER WHEELER公司为代表。这种炉子的辐射室侧墙呈梯台形，燃烧器火焰沿倾斜炉墙平行燃烧，通过炉墙向转化管辐射传热。与侧烧炉类似，转化管可以为双排或单排。这种炉子的对流室全部置于辐射室顶部，烟气上行，采用自然抽风，没有引风机。 4)底烧炉：这种炉型目前多用于小型装置。燃烧器位于辐射室底部，烟气上行。 2.炉型结构比较 2.1传热方式 顶烧炉的燃烧器安装在辐射室顶部，火焰从上往下烧，烟气流动方向与转化管内介质流动方向相同，传热方式为并流传热。侧烧炉燃烧器安装在辐射室侧墙，火焰附墙燃烧，通过辐射墙对转化管传热，烟气流动方向与管内介质流动方向相反，传热方式错流传热。梯台炉的燃烧器排数比侧烧炉要少，是一种改进的错流传热。底烧炉为逆流传热。 2.2热强度及管壁温度温度分布 由于不同的传热方式，所以不同炉型具有不同的热强度和管壁温度分布。顶烧炉火焰集中在炉膛顶部，所以该处辐射传热能力非常强，具有非常高的局部热强度，同时该处的管壁温度也为最高。最高管壁温度和热强度同时在转化管顶部出现峰值是顶烧式转化炉的特点。该特点造成转化管有较高的设计壁温。对于侧烧和梯台转化炉，由于燃烧器均匀分布在沿管长方向的不同标高，辐射传热比较均匀，可避免该峰值，从而降低设计壁温，减少转化管壁厚，节约高合金炉管，或允许较高的转化气出口温度，以降低残余甲烷，提高氢的产率。在管壁设计温度相同时，侧烧炉和梯台炉可以允许较大的总平均管壁热强度，这样传热面积会相应减少，转化管数量有所下降。底烧炉在传热性能上，具有炉顶热强度低，炉底热强度高的特性，因而炉管壁温变化最大，特别是炉底处炉管壁温是所有炉型中最高，对炉管寿命十分不利，为了控制最高管壁热强度不超标，只能选用很低的平均热强度，造成管材的巨大浪费，所以大型装置都不采用底烧炉。 2.3结构特点 顶烧炉的所有转化管排均在同一炉膛内，排列比较紧凑，节省占地面积，适于大型化。侧烧炉和梯台炉由于是两个辐射室并列排列，所以在炉管数量相同时，占地面积较大，大型化有一定的困难。 顶烧炉的燃烧器数量较少，密集排列在炉顶，燃料配管及空气配管相应简化，但炉顶结构比较复杂。侧烧炉燃烧器数量较多，分布在辐射室侧墙，燃料配管及空气配管较多。 2.4对工况的适应情况
制氢转化炉施工方案(修改版8.5)
延长石油（集团）公司煤-油共炼试验示范项目40000Nm3/h制氢装置制氢转化炉 安 装 施 工 方 案 编制： 审核： 江苏威达建设有限公司 2013年7月1日 目录
一、编制说明 0 二、工程概况 0 三、编制依据 (1) 四、施工准备 (2) 五、加热炉施工及衬里耐火砖砌筑流程图 (3) 6.1基础验收 (3) 6.2钢结构安装 (4) 6.3转化管安装 (7) 6.4烟囱、烟道、配件的安装 (8) 6.5平台梯子安装 (10) 6.6构件的预制 (10) 6.7 附件的安装 (16) 七、主要工序的施工方法及要求 (17) 7.1 材料检验 (17) 7.2 焊接 (18) 7.3钢结构施工重点、难点及采取的措施 (20) 7.4加热炉主要施工机具表 (20) 八、加热炉钢结构的防腐 (21) 8.1加热炉钢结构的除锈方法 (21) 8.2钢结构涂装施工 (21) 9.1工程质量目标 (22) 9. 2 工程质量保证的原则 (23) 9.3施工前的质量预控及材料验收： (24) 9.4质量控制措施： (25) 9.5施工材料现场保管相关规定 (25) 十、施工安全措施 (25) 10.1HSE管理目标： (25) 10.2 HSE组织责任 (26) 10.3 安全管理细则 (26) 十一、现场文明施工措施相关规定 (31)
一、编制说明 本方案适用于延长石油（集团）公司煤-油共炼试验示范项目40000Nm3/h制氢装置制氢转化炉的钢结构施工。为了较好地控制施工质量，确保安装工作的顺利进行，特制定本方案，作为指导性文件。施工中除应符合本方案的同时，还应符合设计图纸及相应的国家标准。 二、工程概况 2.1 本工程为延长石油（集团）公司煤-油共炼试验示范项目40000Nm3/h制氢装置制氢转化炉的现场安装。转化炉在工厂最大化预制，然后分片发至现场进行安装。转化炉主要由以下部分组成：辐射室、雨棚钢结构、对流室及余热回收系统。转化炉辐射室标高EL+25430mm，长19060mm；转化炉炉顶雨棚标高EL+29578mm；对流室主要由原料预热段、过热蒸汽段、高温板式预热器、蒸发段及低温板式预热器组成。制氢转化炉衬里耐火材料的施工，炉衬施工是炉子的关键工作之一，炉衬的施工直接关系到炉子的生产效率和使用寿命，因此对炉衬的施工应引起足够的重视。炉衬施工前必须做好充分的准备，合理的安排施工人员，与相关工种紧密配合，努力提高工作效率，克服困难，创造条件，高标准，严要求，建精品工程，保证工程按计划顺利进行。 2.2制氢转化炉的主要安装工作量见表 制氢转化炉主要安装工程量
制氢转化炉烘炉
转化炉(F1002)烘炉 1 烘炉目的 转化炉(F1002)炉墙及E1001内衬，是用耐火砖混凝土等筑砌而成，里面含有大量的水份。通过烘炉，可将炉墙中吸附水和结晶水慢慢脱除，以避免在使用过程中因水份急剧蒸发而引起炉墙衬里破坏。通过烘炉，了解炉管的热膨胀情况，掌握炉子的温度调节、E1001使用性能及锅炉系统的热态操作。 2 烘炉具备的条件 2.1 装置冲洗、吹扫合格，系统气密试验合格。 2.2 C1001A/B单机试车合格，负荷试车正常，处于备用状态；P1003A/B、P1004A/B单机试车合格，P1001、P1005标定完毕，负荷试车正常，处于备用状态。 2.3各岗位主要仪表具备投用条件。 2.4 废热锅炉系统建立水循环。 2.5 冷N 2循环时发现问题均已解决，转化炉负压力表已装好，炉区清理各种易燃易爆物品，备好消防器材。 3 转化炉点火前应具备的条件 3.1 用氮气置换燃料气系统至各火嘴小阀前，由F1002顶放空管放空。采样分析合格(O2＜0.5%)后，引燃料气至火嘴小阀前。 3.2 启动F1002烟道风机，打开烟道挡板，抽20分钟后炉膛采样作爆炸分析,合格后,调整烟道挡板至合适开度.使炉膛保持合适的负压(-2～-5mmH 2O)，F1002就可点火。 3.4 把E1001全部连入系统。 4 升温烘炉 4.1 升温速度见表，升温曲线见图。
升温曲线图 4.2 低温烘转化炉(F1002) 点燃F1001火咀，按升温曲线要求使F1002升温。但要控制F1001自身的温升≯50℃/h，出口温度≯380℃。同时兼顾各反应器的入口温度，防止温度过高损坏反应器。当F1001无法使F1002继续升温，或者F1002炉膛已达到120℃，并经过恒温，即可进行F1002点火。 4.3 F1002点火升温 点燃F1002火嘴应按下列顺序:先两边后中间。同时要使炉子两侧点燃的火嘴对称，避免炉管单侧受热。初始阶段，火焰尽量小些，以避免局部温升过快，以后可根据升温曲线的要求及时增减火嘴。F1002点火后，慢慢降低F1001温度，使其维持在350℃左右。 4.4 F1002升温说明 区域I主要考虑F1002烘炉，故温度以对流段入口的TIC4222为准。烘到950℃之前，要兼顾F1002出口温度(TICA4201)≯840℃，控制升温速度。区域Ⅱ是将测温点由炉膛改至炉管出口的过程，同时也是调整炉出口温度的过程，温度以F1002出口集合管上的TICA4201为准。区域Ⅲ主要考虑工艺上的调整操作和事故演习，故温度仍以TICA4201为准，此时要注意兼顾炉膛温度≯950℃。 5 烘炉注意事项 5.1 注意考察炉管、尾管和集合管的热膨胀，在整个升温阶段应测定并做好记录，了解火嘴燃烧情况以及有关仪表的性能。 5.2 在烘炉过程中，注意各反应器入口温度不要超高，同时外操加强现场管线、设备等的巡查，及时消除漏点，发现异常情况后，立即停止升温。 6 烘炉后的检查 当F1002降温到200℃熄火后，焖炉降温，任其自然降温到100℃以下，打开看火孔，人孔等进行通风降温。烟道风机视降温情况决定开或停，当炉膛温度＜40℃后，进行炉膛内部检查，仔细检查炉管有无变形，炉墙衬里有无裂缝，耐火砖有无脱落等问题，查出问题后安排处理解决。F1002烘炉过程中，要兼顾E1001内衬的脱水
制氢转化炉施工设计(修改版8.5)
延长石油（集团）公司煤-油共炼试验示项目40000Nm3/h制氢装置制氢转化炉 安 装 施 工 方 案 编制： 审核： 威达建设 2013年7月1日
目录 一、编制说明 (1) 二、工程概况 (1) 三、编制依据 (1) 四、施工准备 (2) 五、加热炉施工流程图 (3) 六、转化炉安装 (3) 6.1基础验收 6.2钢结构的安装 6.3转化管的安装 6.4烟囱、烟道、配件铺件的安装 6.5平台梯子的安装 6.6构件的预制 6.7附件的安装 七、主要工序的施工方法及要求 (14) 7.1材料检验· 7.2焊接 7.3钢结构施工重点、难点及采取的措施 7.4加热炉施工机具计划表 八、加热炉钢结构防腐 (18) 8.1加热炉钢结构的除锈方法 8.2钢结构的涂装施工 九、质量检查 (19) 十、施工安全措施 (22)
一、编制说明 本方案适用于延长石油（集团）公司煤-油共炼试验示项目40000Nm3/h制氢装置制氢转化炉的钢结构施工。为了较好地控制施工质量，确保安装工作的顺利进行，特制定本方案，作为指导性文件。施工中除应符合本方案的同时，还应符合设计图纸及相应的国家标准。 二、工程概况 2.1 本工程为延长石油（集团）公司煤-油共炼试验示项目40000Nm3/h制氢装置制氢转化炉的现场安装。转化炉在工厂最大化预制，然后分片发至现场进行安装。转化炉主要由以下部分组成：辐射室、雨棚钢结构、对流室及余热回收系统。转化炉辐射室标高EL+25430mm，长19060mm；转化炉炉顶雨棚标高EL+29578mm；对流室主要由原料预热段、过热蒸汽段、高温板式预热器、蒸发段及低温板式预热器组成。制氢转化炉衬里耐火材料的施工，炉衬施工是炉子的关键工作之一，炉衬的施工直接关系到炉子的生产效率和使用寿命，因此对炉衬的施工应引起足够的重视。炉衬施工前必须做好充分的准备，合理的安排施工人员，与相关工种紧密配合，努力提高工作效率，克服困难，创造条件，高标准，严要求，建精品工程，保证工程按计划顺利进行。 2.2制氢转化炉的主要安装工作量见表 制氢转化炉主要安装工程量
制氢监控系统说明书分析
一、概述 1．自控设计原则 本装置自动设计原则是根据工艺的操作条件设置检测，调节，报警，联锁及电气控制系统以保证制氢装置可靠，安全，高质量地运行，制氢装置的产品是氢气和氧气，操作压力是3.14MPa。氢气是一种易燃易爆的气体，油类物质在高压纯氧里会自燃，制氢装置的电解液是腐蚀性较强的碱溶液，根据这些特点自控设计选用了具有防腐，防爆性能的仪表，对不具备防爆性能的仪表和电气设备都安装在现场相隔离的控制室内，对不具备防腐性能的仪表采用隔离措施，对与氧气相接触的仪表采取禁油措施，操作人员在控制室里就能方便地进行开、停车，监视制氢装置，了解运行机制、联锁点设置。 2．自控系统的构成 2.1下位机 下位机采用可编程序控制器（PLC）控制制氢设备。PLC选用SIEMENS公司生产的S7-400系列硬冗余PLC，系统主要的调节、控制、联锁保护功能均由它完成，因而保证了系统的高可靠性。 2.2上位机 上位机监控下位机的运行。上位机操作系统采用Windows2000中文版，监控软件采用INTOUCH软件。监控系统软件部分主要是上位机的人机交互界面，通过各个不同的画面，可使运行人员直观的监视各类系统参数，手动干预各调节参数和控制参数。 2.3通讯 下位机与就地监控上位机之间是通过2块西门子专用的CP1613网卡进行通讯的。 本说明书只对人机交互界面的使用进行说明，关于PLC、微机、网卡等硬件方面的使用请参考相关硬件使用说明书，自控系统原理图
见说明书最后一页附图。 4．自控系统硬件构成（请以具体的实物为准） PLC是制氢装置自控系统的核心硬件、PLC除了包括电源、CPU 之外还包括模拟量输入模块、模拟量输出模块、数字量输入模块、数字量输出模块以及模板所需的外部提供24V直流仪表电源。 4.1 模拟量输入模块 模拟量输入模块采用8通道331-7KF02-0AB0模块4块，光电隔
变压吸附制氢装置操作手册范本
工艺技术说明 1、吸附制氢装置工艺技术说明 1）工艺原理 吸附是指：当两种相态不同的物质接触时，其中密度较低物质的分子在密度较高的物质表面被富集的现象和过程。具有吸附作用的物质（一般为密度相对较大的多孔固体）被称为吸附剂，被吸附的物质（一般为密度相对较小的气体或液体）称为吸附质。吸附按其性质的不同可分为四大类，即：化学吸附、活性吸附、毛细管凝缩和物理吸附。变压吸附（PSA）气体分离装置中的吸附主要为物理吸附。 物理吸附是指依靠吸附剂与吸附质分子间的分子力（包括德华力和电磁力）进行的吸附。其特点是：吸附过程中没有化学反应，吸附过程进行的极快，参与吸附的各相物质间的动态平衡在瞬间即可完成，并且这种吸附是完全可逆的。 变压吸附气体分离工艺过程之所以得以实现是由于吸附剂在这种物理吸附中所具有的两个基本性质：一是对不同组分的吸附能力不同，二是吸附质在吸附剂上的吸附容量随吸附质的分压上升而增加，随吸附温度的上升而下降。利用吸附剂的第一个性质，可实现对混合气体中某些组分的优先吸附而使其它组分得以提纯；利用吸附剂的第二个性质，可实现吸附剂在低温、高压下吸附而在高温、低压下解吸再生，从而构成吸附剂的吸附与再生循环，达到连续分离气体的目的。 吸附剂： 工业PSA-H 装置所选用的吸附剂都是具有较大比表面积的固体颗粒，主要有：活 2 性氧化铝类、活性炭类、硅胶类和分子筛类吸附剂；另外还有针对某种组分选择性吸附而研制的特殊吸附材料，如CO专用吸附剂和碳分子筛等。吸附剂最重要的物理特征
包括孔容积、孔径分布、表面积和表面性质等。不同的吸附剂由于有不同的孔隙大小分布、不同的比表面积和不同的表面性质，因而对混合气体中的各组分具有不同的吸附能力和吸附容量。 吸附剂对各种气体的吸附性能主要是通过实验测定的吸附等温线和动态下的穿透曲线来评价的。优良的吸附性能和较大的吸附容量是实现吸附分离的基本条件。 同时，要在工业上实现有效的分离，还必须考虑吸附剂对各组分的分离系数应尽可能大。所谓分离系数是指：在达到吸附平衡时，（弱吸附组分在吸附床死空间中残余量/弱吸附组分在吸附床中的总量）与（强吸附组分在吸附床死空间中残余量/强吸附组分在吸附床中的总量）之比。分离系数越大，分离越容易。一般而言，变压吸附气体分离装置中的吸附剂分离系数不宜小于3。 另外，在工业变压吸附过程中还应考虑吸附与解吸间的矛盾。一般而言，吸附越 容易则解吸越困难。如对于C 5、C 6 等强吸附质，就应选择吸附能力相对较弱的吸附剂 如硅胶等，以使吸附容量适当而解吸较容易；而对于N 2、O 2 、CO等弱吸附质，就应选 择吸附能力相对较强的吸附剂如分子筛等，以使吸附容量更大、分离系数更高。 此外，在吸附过程中，由于吸附床压力是周期性变化的，吸附剂要经受气流的频繁冲刷，因而吸附剂还应有足够的强度和抗磨性。 在变压吸附气体分离装置常用的几种吸附剂中，活性氧化铝类属于对水有强亲和力的固体，一般采用三水合铝或三水铝矿的热脱水或热活化法制备，主要用于气体的干燥。 硅胶类吸附剂属于一种合成的无定形二氧化硅，它是胶态二氧化硅球形粒子的刚性连续网络，一般是由硅酸钠溶液和无机酸混合来制备的，硅胶不仅对水有极强的亲和力，而且对烃类和CO 2 等组分也有较强的吸附能力。
制氢装置转化炉简介
制氢装置转化炉简介 一、 概述 随着炼油厂加氢装置的逐渐增多，所需要的氢气也越来越多，使得制氢装置相应的发展很快。目前大型工业装置采用的制氢方法均为烃类水蒸汽转化法，利用的原料主要有天然气、炼厂气、石脑油等轻质烃类。这些烃类在特定的温度、压力以及催化剂存在的条件下与水蒸汽发生反应，生成氢气及一氧化碳。 烃类化合物的水蒸汽转化反应是一个复杂的反应平衡系统，高分子烃类先裂解或转化成甲烷，最终与水蒸汽进行转化反应。大体上可用下列反应式表达：CnHm + 2H2O → Cn-1Hm-2 + CO2 + 3H2 – Q CH4 + 2H2O = CO2 + 4H2 – Q CO2 + H2 = CO + H2O - Q 转化炉是制氢装置中转化反应的反应器，属于装置的心脏设备。这是一种非常特殊的外热式列管反应器，由于转化反应的强吸热及高温等特点，这种反应器被设计成加热炉的形式，催化剂装在一根根的转化炉管内，在炉膛内直接加热，反应介质通过炉管内的催化剂床层进行反应。 转化炉苛刻的操作条件，使得这种炉子有很多有别于其它加热炉的特殊性，在炉子结构、炉管材料、管路系统支撑、管路系统应力、管路系统膨胀及补偿、燃烧、烟气流动及分配、耐火材料等各方面都必须精心考虑。 二、 炉型及结构 1. 炉型 制氢装置转化炉按辐射室供热方式进行分类，可分为以下四种方式： 1) 顶烧炉：这是很多公司都采用的一种炉型。这种炉型的燃烧器布置在辐射室顶部，转化管受热形式为单排管受双面辐射，火焰与炉管平行，垂直向下燃烧，烟气下行，从炉膛底部烟道离开辐射室。这种炉型的对流室均布置在辐射室旁边。 2) 侧烧炉：这种炉型以丹麦TOPSφE公司为代表。这种炉子的燃烧器布置在辐射室的侧墙，火焰附墙燃烧。早期转化管的受热形式多为炉膛中间的双排管受侧墙的双面辐射，由于受热形式不好，操作条件苛刻时，炉管易弯曲，现在大部分都改为单排管受双面辐射的形式。这种炉子的烟气上行，对流室置于辐射室顶部，
制氢转化炉施工方案-C版
辽宁华锦化工（集团）有限责任公司乙烯原料工程工艺联合装置5万标立/小时制氢 制氢转化炉检修施工方案 编制： 安全管理审核： 审定： 批准： 中石化第十建设有限公司 华锦工程项目部 2016 年 7 月 10 日
目录 1.工程概况 (2) 2.编制依据 (2) 2.1技术法规、适用标准规范 (2) 2.2其它文件 (2) 3.主要工程量 (3) 4.施工工艺 (4) 4.1施工准备 (4) 4.2炉管更换 (5) 4.3烟道炉墙拆除、重砌施工 (11) 4.4蒸汽发生器衬里更换施工 (14) 4.5其余部位检查维护 (14) 5.施工部署 (16) 6.质量保证体系及措施 (24) 6.1质量保证体系 (24) 6.2质量保证措施 (24) 6.3质量控制点 (25) 7.HSE控制措施 (30) 7.1HSE管理体系 (30) 7.2HSE保证措施 (30) 7.3事故应急预案 (32) 8.工作危险性分析(JHA) (38)
1.工程概况 1.1 制氢转化炉采用顶烧式炉型，主要由辐射段（转化反应段）、对流段（包括原料转化段、预转化段、过热蒸汽段、蒸发段、空气预热段）、烟囱、冷热风道、烟道组成。辐射段为立式结构，对流段布置在尾部烟道中，辐射段、对流段以及烟囱沿东西方向布置。辐射段长15.9米，宽11.188米，高17.871米，对流段由五段组成，按照烟气接触的先后顺序分别为原料预热段、蒸汽过热段、空气预热段高温段、蒸发段以及空气预热段低温段，对流段总长33.12米，宽4.112米，高1 2.046米。制氢转化炉辐射段有4排共计176根炉管，采用大直径转化炉管，内径113mm。辐射段炉管主要包括转化管、上猪尾管、入口集气管和出口冷壁集气管、燃料气管。 1.2 工程特点 1.2.1工期短，任务重，施工工序交叉多，施工组织难度大，雨季施工等需要投入足够的机械、机具及劳动力； 1.2.2对原有的钢结构、吊挂系统、转化炉管、烟道盖板、烟道炉墙、转化炉管周围模块等进行保护性拆除，对切割后的焊口及结构进行修磨，更换新炉管、重新砌筑炉墙、耐火模块等附件。 1.3 本方案仅针对辽宁华锦集团炼化分公司加氢异构车间5万标立/小时制氢转化炉176根炉管及烟道炉墙进行拆除换新编制，本方案不包含炉管焊缝的焊接及无损检测工作 2.编制依据 2.1技术法规、适用标准规范 2.1.1《石油化工鉻镍奥氏体钢、铁镍合金和镍合金管道焊接规程》 SH/T3523-1999 2.1.2《炼油厂管式炉钢结构工程及部件安装技术条件》 SH3086-1998 2.1.3《工业炉砌筑工程施工及验收规范》 GB50211-2004 2.1.4《石油化工施工安全技术规程》 SH3505-1999 2.1.5《石油化工建设工程施工安全技术规范》 GB50484-2008 2.1.6《承压设备无损检测》 JB4730-2005 2.2其它文件 2.2.1 业主提供的制氢转化炉图纸 2.2.2 制氢鼓风机取风口改造图纸 2.2.3 业主下发的制氢装置抢修进度表 2.2.4 公司《HSE管理手册》、《HSE管理程序文件》、《HSE管理作业文件》及
制氢装置操作说明书
DQ-10(5)/3.2型中压水电解制氢装置 使用说明书 第一册
注意 1.现场管道安装时，氢气管路必须先做脱脂处理。所有管道安装完毕后，整个系统必须先用清水冲洗干净，再采用无油氮气、以不小于20 m/s的流速进行吹扫，直至出口无铁锈无尘及其他杂物。 2.插焊球阀需现场安装时，则应在球阀点焊后解体，焊接好后再将球阀按解体反顺序组装好。截止阀需现场焊接时，则应先把截止阀打倒全开位，再进行焊接。
目录 一. 概述: 1. DQ-10(5)/3.2型制氢型号说明 2. 水电解制氢设备工作原理 3. 水电解制氢设备用途与性能 4. 水电解制氢设备包括范围 5. 水电解制氢设备主要结构 二. 系统介绍及设备安装 1. 工艺流程介绍 2. PLC自控系统介绍(参看第二册) 3.设备安装 三. 设备调试操作 1. 调试前准备 1）.检查安装情况 2）.制氢机清洗 3）.气密试验 4）.碱液的配制 5）.其它准备工作 2. 设备试机 四. 设备的操作规程 1. 开机操作顺序 2. 定期巡视及维护 3. 正常情况下停机 4. 非正常情况下停机 5. 安全注意事项 6. 常见故障及排除方法
一.概述 1、DQ-10(5)/3.2型制氢设备型号说明 工作压力(Kg/cm2) 氢气产量(Nm3/h) 水电解制氢设备 2、水电解制氢设备工作原理 将直流电通入强碱的水溶液,使水电解成为氢气和氧气。其反应式为: 阴极上: 4H2O+4e→2H2↑+4OH 阳极上: 4OH─―4e→2H 2O+O2↑ 总反应式: 2H 2O=2 H2↑+ O2↑ 3、水电解制氢设备用途与性能 （1）用途 DQ-10(5)/3.2型中压水电解制氢设备是用于氢冷发电机的制氢设备，同时也可用于电子、化工、冶金、建材等行业作为制氢或制氧设备。（2）设备主要技术性能如下: 1).氢气产量：10(5)Nm3/h (20℃,1atm) 2).氧气产量： 5(2.5)Nm3/h 3).氢气纯度：≥99.9% 4).氧气纯度：≥99.2% 5).氢气含湿量: ≤4g/Nm3 (经过洗涤分离后) 6).系统工作压力：3.14MPa(也可在0.8-3.14 MPa之间的任何压力下运行) 7).氢、氧分离器液位差：±20mm
变压吸附制氢系统 操作说明
\变压吸附制氢系统操作说明 一、工艺原理及其特点 本工艺以来源方便的甲醇和脱盐水为原料，在220～280℃下，专用催化剂上催化转化为组成为主要含氢和二氧化碳转化气，其原理如下： 主反应：CH3OH＝CO＋2H2+90.7 KJ/mol CO＋H2O＝CO2＋H2-41.2 KJ/mol 总反应：CH3OH＋H2O＝CO2＋3H2+49.5 KJ/mol 副反应：2CH3OH＝CH3OCH3＋H2O -24.9 KJ/mol CO＋3H2＝CH4＋H2O -+206.3KJ/mol 上述反应生成的转化气经冷却、冷凝后其组成为： H273～74％ CO223～24.5％ CO ～1.0％ CH3OH 300ppm H2O 饱和 该转化气很容易用变压吸附等技术分离提取纯氢。 本工艺技术有下列特点： 1.甲醇蒸汽在专用催化剂上裂解和转化一步完成。 2.采用加压操作，产生的转化气经过氢气压缩机的进一步加压，即可直接送入变 压吸附分离装置，降低了能耗。 3.与电解法相比，电耗下降90%以上，生产成本可下降40～50%，且氢气纯度高。 与煤造气相比则显本工艺装置简单，操作方便稳定。煤造气虽然原料费用稍低， 但流程长投资大，且污染大，杂质多，需脱硫净化等，对中小规模装置不适用。 4.专用催化剂具有活性高、选择性好、使用温度低，寿命长等特点。 5.采用导热油作为循环供热载体，满足了工艺要求，且投资少，能耗低，降低了 操作费用。 二、工艺过程简述 工艺流程简图如图所示。
甲醇和脱盐水按一定比例混合后，经换热器预热后送入汽化器，汽化后的水甲醇蒸汽经汽化器过热后进入转化器在催化剂床层进行催化裂解和变换反应，产出转化气含约74%氢气和24%二氧化碳，经换热、冷却冷凝后进入净化器，吸附未转化完的甲醇和水供循环使用，净化后的混合气再进入变压吸附装置提纯。 根据对产品气纯度和微量杂质组分的不同要求，采用四塔或四塔以上流程，纯度可达到99.9～99.999%。 转化气中二氧化碳可用变压吸附装置提纯到食品级，用于饮料及酒类行业。这样可大大降低生产成本。流程设置先经变压吸附装置分离二氧化碳后，富含氢气的转化气经加压送入变压吸附装置提纯。 本工艺原料简单，配套的公用工程要求较低，极易满足。 三、环保 3.1废气： 本技术采用物料内部自循环工艺流程，故正常开车时基本上无三废排放，仅在原料液贮罐有少量含CO2和CH3OCH3释放气排出，以100Nm3/h制氢装置为例，其量为0.1～0.17Nm3/h，气体组成如下： 因气量小，基本上无毒，可直接排入大气。