常压白煤气化制氢资料---wgb

1、30000 NM3/h常压气化制氢装置工艺技术方案中国石化南京设计院二八年十二月131、概述1.1 概况1.1.1 建设规模 公称规模：30000标米/小时氢气本装置年运行按8000小时1.2 项目的范围 项目的范围包括装置界区范围内的生产装置、辅助生产装置、公用工程。详见主项表1.2。表1.2 主项及主项表序号主项名称主项号生产单元1原料煤处理干煤库及过筛系统处理煤18.6万吨/年1002常压造气2600煤气炉11台, 9开二备2003栲胶脱硫与电除尘处理水煤气43800 NM3/H含硫2g/NM33004一氧化碳变换处理水煤气40800NM3/H，变换率89%4005脱硫及脱二氧化碳处理变

2、换煤气36600NM3/H5006压缩处理变换煤气36600NM3/H6007变压吸附制氢气处理氢气30000NM3/H7008吹风气锅炉副产蒸汽约33 t/h800公用工程及辅助生产设施1循环水站21002综合设施 (包括办公室、中央化验室、中央控制室)22003变配电站23001.3 产品和副产品1.3.1产品和副产品名称和规格产品名称：工业用纯氢气产品规格：根据环己酮及己内酰胺要求，氢气质量如下表：序号项目指标1氢气98.9%（V）2惰性气平衡3油0.01mg/Nm34氧20mg/Nm35总硫2mg/Nm36CO+CO210mg/Nm37汞无8水10mg/Nm39压力 MPA(G)5.0

3、10温度环境温度副产品名称：硫磺1.3.2 产品输送条件主产品为氢气，用管道输送。副产品硫磺，用汽车运送。1.4主要原料1.4.1主要原料名称和规格主要原料名称：无烟煤主要原料规格：品种水分固定碳（干基）挥发份（干基）灰份（干基）硫份（干基）合计无烟块煤6.8726.814.00.4100 热值约2721429308kJ/kg1.4.2原料来源和运输方式 原料来源：山西晋城、河南焦作等煤矿 原料运输方式：铁路运输或船运。1.5生产方法1.5.1生产方法概述 以无烟煤为原料，经过原料处理，选择出合适的块煤为气化原料。 气化利用间歇造气炉，以空气为气化剂制热，再加入低压水蒸汽，制得水煤气，水煤气中

4、含有约80%的有效气（H2+CO）。 水煤气经过电除尘和常压栲胶脱硫，脱除大部分粉尘和硫化物，经原料气压缩机压缩，提压到约2.0Mpa，然后去一氧化碳变换，水煤气中绝大部分一氧化碳经与水蒸气反应生成氢气和二氧化碳，成为变换气。同时，气体中的有机硫也转化为硫化氢。 变换气首先经过变换气脱硫，脱除气体中所余的硫化物，再用精脱硫脱除残余的，成为净化气。净化气压力约为1.51.6MPa，进压缩机四段压缩到4.0 Mpa再去变压吸附，通过吸附塔内吸附剂将杂质气体吸附下来，纯产品氢气送用户。吸附的杂质气体降压解析后作为燃料气去造气吹风气锅炉与吹风气一同燃烧副产2.54.0 MPa蒸汽。产品氢气经分配系统送

5、各用户。1.6 操作班次及定员操作班次按三班二倒制计算，制氢装置仅设一个车间。生产车间采用二班制操作，操作工人按三班二倒编制，行政管理人员按每周四十小时工作制，总定员为108人，其中管理人员8人，生产及辅助人员98人。装置定员表序号装置工段定员1原料煤处理182造气装置303净化装置284动力站(包括循环水站)45压缩66吹风气锅炉67变压吸附制氢气68管理人员89合计1081.7公用工程规格及参数表（1）电 制氢装置用电负荷表 装 置6千伏动力380伏动力小 计年 用序号需要容量需要容量需要容量电 量备 注名 称(kW)(kW)(kW) (kWh)1.原料煤处理2602601造气800760

6、15602.脱硫及电除尘78040011803变换3003004脱碳84036012005压缩10000100006变压吸附装置3003007污水处理装置80808吹风气锅炉3503509其它370合计12720251015230（2） 蒸汽装置及辅助设施蒸汽负荷表 单位：t/h序号装置名称蒸 汽 参 数备注压力 3.82MPa 温度 450 压力2.5MPa 温度250压力 0.3MPa 温度 饱和冬夏冬夏冬夏1234567891造气工艺用37.437.42变换工艺用12.912.93栲胶脱硫用1.11.14小计14.014.037.437.4 装置自产汽统计表 单位：t/h序号装置及产汽设

7、备名称蒸 汽 参 数压力 3.82MPa温度450压力2.5MPa温度250压力 0.3MPa温度 饱和1造气废热锅炉102吹风气锅炉25小计25100（3）冷却水冷却水品种及用量表序号工段名称单位循环水备注1造气及含氰污水处理m3/h1502电除尘与脱硫m3/h2103压缩机m3/h20004变换m3/h2405碳丙脱碳m3/h4006循环水补充m3/h307变压吸附m3/h248吹风气锅炉m3/h109解吸气柜m3/h10合计m3/h3074（4）仪表空气 压力：0.8 MPa(G)用量： 300 Nm3/h1.9装置设计的主要技术经济指标序号指标名称单位指标备注1公称设计规模工业纯氢气（

8、98.5%） t/a214292.消耗指标（1） 原料煤 t/a184071（2） 主要辅助材料及催化剂 化学品 t/a105.92 变换催化剂 t/a45.5（3） 新鲜水m3/h93（4） 循环水m3/h3074（5） 蒸汽t/a153装置占地面积m2675004装置总建筑面积m25“三废”排放量废气废水废渣Nm3/hm3/ht/a6运输量t/a2600007总定员人1108总能耗kj/t氢9建设投资万元309692、工艺2.1工艺设计基础2.1.1装置能力（1）年生产能力 2.14万吨工业用纯氢气（2）小时生产能力 2.7吨工业用纯氢气（30000 NM3/h）（3）主生产线数 造气炉

9、11套（9开2备） 压缩机 3台（2开1备） 脱硫、变换、脱碳、变压吸附 单系列（4）年运转率 8000小时（1） 产年方案 主产品 工业用纯氢气副产品 硫磺2.1.2装置组成及名称单元编号单元名称说明100原料煤处理干煤库及过筛系统200常压造气11台炉产水煤气制氢300栲胶脱硫与电除尘400一氧化碳变换500碳丙脱碳600压缩700变压吸附800吹风气锅炉2.1.3原料、产品和副产品性质和规格（1）原料无烟煤 原料无烟煤主要来自陕西晋城或河南焦作，其煤质分析数据如下：项目分析数据水份%6.57.0灰份%22挥发份%22固定碳%70硫含量%0.4低位发热量kJ/kg27214灰熔点1400机

10、械强度粒度mm一级二级三级1019193030100（2）产品氢气产品氢气规格：序号项目指标实际可达指标1氢98.5%（V）99.59%（V）2惰性气平衡CH4 50PPM（V）N2 0.03%（V）Ar 0.37%（V）3油0.01mg/Nm3无4氧20mg/Nm3无5总硫2mg/Nm3无6CO+CO210mg/Nm310mg/Nm37汞无无8水10mg/Nm38mg/Nm39压力MPa （G)3.23.510温度环境温度环境温度2.1.4催化剂、化学品性质和规格（1）一氧化碳变换催化剂性质和规格 型号项目 B113（中变）外形片状颜色棕褐色规格尺寸直径 9高度 5堆密度1.31.4比表面5

11、0比孔容主要化学成分氧化铁 78%氧化铬（Cr2O3）9.6%硫酸根（SO4）1200PPMCI <100PPM操作温度280530活性 活化能74.58 kj/mol（2） 栲胶脱硫溶液栲胶脱硫溶液成分g/l成分溶液1（用纯碱预处理）溶液2（用烧碱预处理）Na2CO39.6610.3烧碱NaHCO354.5447.24NaVO36.56.5栲胶11.011.0溶液密度（40）g/cm31.0471.043（3） 碳丙溶液 碳丙溶液中主要成分为碳酸丙烯脂，其主要性质如下：分子式： C4H6O3分子量： 102.09 密度（20）： 1.2 g/cm3 蒸汽压（20）： 9.33 mmHg

12、 黏度（20）： 2.3 mm2/S(cSt) 沸点： 238.4 熔点： -49 闪点： 128 着火点： 1332.1.5原料、催化剂、化学品消耗量和产品、副产品产量（2.7053t/h 氢气）序号名称单位每吨氢气每小时每年备注1原料煤吨8.5923.2381859082变换催化剂（B113）公斤1.654.46435710一次装量55M33栲胶溶液公斤3.379.117729354碳丙溶液公斤4.8113.011040805产品氢气吨1.02.7053216426副产品硫磺公斤21.558.1634653122.1.7公用物料和能量消耗定额和综合能耗（2.7053t/h 氢气）序号名称单

13、位每吨氢气正常每小时备注1电度4426119744低压蒸汽(0.8 Mpa)吨5.2514.57循环水m3113630378仪表空气Nm3 873009低压氮气Nm3开车时用2.2生产方法 以无烟煤为原料，经过原料处理，选择出合适的块煤为气化原料。 气化利用现有的空气间歇造气炉，以空气为气化剂制热，再加入低压水蒸汽，制得水煤气，水煤气中含有约80%的有效气（H2+CO）。 水煤气经过电除尘和常压栲胶脱硫脱除大部分灰尘和硫化物，经原料气压缩机压缩，提压到2.0MPa后去一氧化碳变换，水煤气中绝大部分一氧化碳经与水蒸气反应生成氢气和二氧化碳，成为变换气。同时，气体中的有机硫也转化为硫化氢。 变换气首先经过变换气脱硫，脱除气体中所余的硫化物，再用现有的碳酸丙烯脂脱碳装置脱除二氧化碳，成为净化气。净化气中含氢气约为86%。净化气压力约为1.5 MPa，进压缩机四段压缩到4.0 Mpa后去变压吸附，通过吸附塔内吸附剂，将杂质