冷轧厂450Nm3-h PSA制氢系统运行分析及改进措施

冷轧厂冷轧厂 450nm3 h450nm3 h psapsa 制氢系统运行制氢系统运行 分析及改进措施分析及改进措施 对冷轧厂 psa 制氢系统运行进行总结 介绍生产过程中存 在的问题并分析原因和提出改进措施 冷轧厂 psa 制氢站是以焦炉煤气为原料气 以变压方式对 焦炉煤气中除氢气外的其它组分进行物理分离 从而得到高纯 度 99 999 的氢气 用于罩式退火炉作保护气体 同时该系 统还配套有一个 120m3 的储气罐 生产运行状况 冷轧厂 psa 制氢站投产以来 从开始供应 24 座罩式退火炉 用气到现在供应 57 座 随着退火炉的使用和增加 psa 制氢站 的生产运行也随之发生了一些变化 暴露出了一些影响生产的 问题 1 机时产量偏低 psa 制氢站的设计产能为 450nm3 h 但在实际生产运行中 多数情况下的机时产量不足 400nm3 h 2 氢气纯度不稳定 会出现氢气纯度波动 严重时长时 间无法制出合格氢气 甚至存在安全隐患 3 psa 制氢站运行过程中会出现脱氧塔温度高的现象 严重时就会导致被迫停机 并且此现象有愈演愈烈的趋势 4 当遇到退火炉用氢气高峰 氢气球罐压力低时会出现 氢气供应不上的情况 影响罩式退火炉的正常生产 原因分析 针对 psa 制氢站的实际生产运行状况 不断的进行总结和 分析 导致存在上述问题的原因有以下几个方面 3 1 供应给 psa 制氢站的焦炉煤气成分时常会有异常 杂质 成分太多 其中特别严重的是 h2s 焦油和氧含量 psa 制氢站 生产所需要的含量要求是 h2s 含量 50mg m3 焦油含量 50mg m3 氧含量 0 6 而现场实际测量的值是 h2s 含量为 1000mg m3 以上 焦油含量远远超标 氧含量也经常会大于 0 6 氧含量高会导致脱氧塔温度高 严重时会导致停机 3 2psa 随着使用时间的延长吸附剂吸附效果逐步下降 同 时由于原料气组分会有异常波动 会导致吸附剂吸附杂质的量 增大 除造成吸附效果差外 还缩短吸附剂的使用寿命 3 3 由于焦炉煤气杂质成分多 会造成煤气压缩机内部积灰 并附着焦油 影响煤气压缩机的使用性能和排气量 也会造成 煤气压缩机严重磨损 严重影响到系统的正常运行 3 4psa 制氢站原设计供应 48 座退火炉 现在实际供应 57 座退火炉 相比较而言 氢气储罐相对较小 储气量不够 无 法匹配罩式退火炉用氢气量的变化 3 5 焦炉煤气管网异常时未能及时得到信息 从而导致 psa 制氢站被动接受而不能预先采取应对措施 如含氧量 含氮量 高等 都会降低氢气的纯度并需要至少 4 个小时以上的时间才 能恢复 而且在恢复的过程中 需要大量的排放解析气 使成 本升高 也不安全 3 6 焦炉煤气管网压力波动较大 特别是管网压力低时 会 降低出氢量 甚至停机 改进措施 针对以上原因 采取不同的措施保证 psa 系统的正常运行 4 1 原料气组分异常波动 没有达到提供设计的要求 此项 涉及到整个焦炉煤气管网 整改难度很大 本文不做讨论 但 是要强调的是原料气的组分是影响变压吸附系统的一个非常关 键的因素 本文接下来所讨论的措施都是在此不利因素下进行 的改进 4 2 针对吸附剂吸附效果逐步下降情况 在生产中减少原料 气的吸入量 从而保证吸附剂的吸附效果 使杂质能得到有效 分离 但这样做会降低机组的机时产量 增加成本 4 3 调整 psa 系统的运行时间参数 减小单塔的吸附时间 减少单塔杂质的吸附量 保证吸附剂的吸附效果和使用寿命 但是这样做也会降低机组机时产量 4 4 缩短煤气压缩机的检修周期 及时清理煤气压缩机内部 杂质 更换磨损件等 4 5 更换吸附剂 之前更换了脱硫塔 预处理塔吸附剂 明 显改善了原料气质量 也使得氢气纯度等各项指标能得到很好 的保证 4 6 针对焦炉煤气压力低且波动的情况 增加变频风机 保 证焦炉煤气压力稳定在 10000pa 左右 实际效果非常理想 4 7 将 650m3 氮气球罐改造为氢气球罐 使储罐容量达到 770m3 即满足罩式退火炉的氢气需求 同时也减少了开停机 次数 能保证机组设备连续运行 提高了制氢效率和产量 使 用效果非常好 4 8 解吸气放散 当氢气纯度不合格时 可以适当放散解吸 气 有利于提高氢气纯度 但是会造成能耗浪费并存在不安全 隐患 4 9 加强与调度的沟通 提前做好应对焦炉煤气管网异常的 准备 原料气组分波动大杂质多的情况短时无法改变 吸