（正式版）YBT 6172-2024 全氢罩式退火炉尾气回收氢气循环再利用技术规范

ICSCCS77.080.01YBTechnicalspecificationforrecoveryandreutilizationofpurehydrogenfrombell2024-03-29发布2024-10-01实施中华人民共和国工业和信息化部发布IYB/T6172—2024 II 12规范性引用文件 13术语和定义 14原理与工艺 24.1方法原理 24.2工艺流程 25技术要求 25.1回收要求 25.2设备要求 35.3设计与验收要求 45.4安全与环保要求 46试验方法 47运行与维护 57.1运行 57.2维护 5YB/T6172—2024本文件按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由工业和信息化部钢铁行业资源综合利用标准化工作组提出并归口。本文件起草单位：内蒙古包钢钢联股份有限公司、马钢（集团）控股有限公司、山东泰山钢铁集团有限公司、廊坊广惠气体设备有限公司、河北金甲节能环保科技有限公司、冶金工业规划研究院。本文件主要起草人：梁志刚、王强、陈培敦、尹文、范铁军、邹海历、张磊、肖邦国、樊永在、刘明、吴玉红、王志信、赵保国、何丰、辛广胜、于海涛、汪丽丽、顾宗太、张艺宁、霍咚梅、郑志航。本标准为首次发布。1YB/T6172—2024全氢罩式退火炉尾气回收氢气循环再利用技术规范本文件规定了全氢罩式退火炉（以下简称罩式炉）尾气回收氢气循环再利用的术语和定义、原理与工艺、技术要求、试验方法、运行与维护。本文件适用于罩式炉尾气回收氢气循环再利用技术。其他以氢气为保护气氛的热处理炉可参照执2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件。不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB150压力容器GB/T151热交换器GB9078工业炉窑大气污染物排放标准GB/T3634.2氢气第2部分：纯氢、高纯氢和超纯氢GB12348工业企业厂界环境噪声排放标准GB/T15432环境空气总悬浮颗粒物的测定重量法GB18597危险废物贮存污染控制标准GB18599一般工业固体废物贮存和填埋污染控制标准GB50016建筑设计防火规范GB50058爆炸危险环境电力装置设计规范GB50160石油化工企业设计防火规范GB50177氢气站设计规范GBZ/T192.1-2007工作场所空气中粉尘测定第1部分总粉尘浓度HG/T20592~20635钢制管法兰(PN系列)HG/T21514钢制人孔和手孔的类型与技术条件NB/T47003.1钢制焊接常压容器YB/T4250冶金用全氢罩式退火炉3术语和定义YB/T4250界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1含氢尾气Hydrogen-containedoff-gasfrombellfurnace2YB/T6172—2024在罩式炉退火过程中从罩式炉废气排放口排出的气体，主要成分为氢气和一定量的氮气，以及固体颗粒、轧制和乳化液气化物、烃类物质。3.2回收产品气Hydrogenproductionbyrecovering对含氢尾气进行收集、过滤、脱氧、提纯后得到的一种可以满足罩式炉保护要求的，浓度不小于99.9%高纯度氢气。4原理与工艺4.1方法原理对罩式炉含氢尾气进行收集、过滤、脱氧、提纯后循环再利用的一种工艺技术。通过罩式炉尾气回收系统（以下简称回收系统）将尾气中的氮气、颗粒物、乳化液及其汽化物、烃类物质逐步分离去除，使尾气中的氢气重新达到罩式炉使用要求，并稳压后送入罩式炉循环利用。4.2工艺流程罩式炉尾气回收氢气再利用的工艺流程如图1所示。图1罩式炉尾气回收氢气再利用工艺流程将罩式炉退火过程产生的含氢炉台尾气收集，经一次过滤后，采用罗茨风机加压后进行二次过滤，然后经氢气压缩机增压，再经三次精滤后进入脱氧器净化除氧，最后经变压吸附系统对尾气中的氢气提纯，提纯后的氢气经减压后供罩式炉循环再利用。5技术要求5.1回收要求5.1.1含氢尾气要求5.1.1.1回收系统应至少收集罩式炉全氢阶段的炉台尾气。5.1.1.2含氢尾气中的氢含量宜不小于85%，压力宜不小于0.1kPa。5.1.2回收指标要求3YB/T6172—20245.1.2.1回收产品气指标应符合以下要求：（1）纯度H2≥99.9%；（2）O2≤5ppm；（3）常压露点≤-65℃;（4）油含量≤0.1mg/Nm3；（5）粉尘≤1um。5.1.2.2回收率应不低于85%，具体按式（1）计算：×V×100%……………(1)式中：R——回收率，单位为百分号（%）；L回统计期内，回收产品气的量，单位为标准立方米（Nm3L尾气统计期内，罩式炉尾气的量，单位为标准立方米（Nm3V——罩式炉尾气中的氢含量，单位为百分号（%）。5.2设备要求5.2.1回收系统组成5.2.1.1回收系统主要包括：一次过滤处理装置、风机初级增压装置、二次过滤处理装置、氢气压缩机增压装置、三次精滤除氧装置和变压吸附系统组成，其中：a）一次过滤处理装置主要由尾气缓冲罐、冷却器、过滤器、排污罐组成，主要作用是将尾气中的粉尘、大直径液体过滤出来；b）风机初级增压装置主要由缓冲罐和罗茨风机组成，主要作用是将尾气升压后输送至二次过滤处理装置；c）二次过滤处理装置主要由冷却器、气液分离器、排污罐组成，主要作用是进一步除去尾气中夹带的大部分液体组份；d）氢气压缩机增压装置主要由氢气压缩机和缓冲罐组成，主要作用是将尾气进一步增压到较高压力输送至三次精滤除氧装置；e）三次精滤除氧装置主要由冷却器、换热器、过滤器、除氧器、排污罐组成，主要作用是去除尾气中残留微量的油气和液体，同时去除尾气中的氧气，并把生成的水排出系统；f）变压吸附系统主要由吸附缓冲罐、吸附器、程控阀组成，主要作用是去除尾气中的杂质气体并得到合格的回收产品气，供罩式炉循环使用。5.2.2回收系统要求5.2.2.1回收系统各装置应具有超压放空、防真空排污、排水、排油功能，并设置单独的氮气吹扫功能，以防止空气进入系统。5.2.2.2回收系统应配备备用动力设施和自动执行装置，当系统紧急断电时，不影响罩式炉的正常运5.2.2.3回收系统出口应装有氢气纯度在线分析仪、露点仪和氧含量分析仪且校验合格。5.2.2.4罗茨风机前应有停电自动切断、自动紧急氮气吹扫功能和自动放空功能，以防止风机前压力过低时空气进入系统。5.2.2.5回收系统所使用的电气仪表系统应符合GB50058要求。4YB/T6172—20245.2.2.6罗茨风机和氢气压缩机应具有变频控制功能，能根据初始气量自动调节。氢气压缩机宜采用活塞式压缩机。5.2.2.7变压吸附系统应至少实现两次均压。5.2.2.8阀门压力等级应不低于1.6MPa，阀门应耐油、耐水。5.2.2.9管件连接密封应采用法兰或焊接型式，不宜采用螺纹密封、光管快接式(含超级管道)型式。5.2.2.10法兰、垫片、紧固件的选用宜符合HG/T20592~20635要求。回收系统法兰应采用带径对焊法兰，紧固件应采用专用级螺柱和螺母；垫片不得采用石棉、橡胶、纤维等具有较强渗透性材质。5.3设计与验收要求5.3.1回收系统的防火设计应按GB50160、GB50177的规定进行，车间厂房的防火设计应按GB50016的规定进行。5.3.2回收系统所使用的压力容器、常压容器和换热器应分别按照GB150、NB/T47003.1和GB/T151进行设计、制造、检验、验收。5.3.3各类容器人孔和手孔应按HG/T21514进行设计，对氢气等易燃、易爆、有毒介质的容器不宜采用椭圆形等单杆或双杆紧固型人孔和手孔。5.3.4各装置设备调试合格后进行回收系统的验收，系统连续运行72小时设备无故障、无泄漏、无异常现象为合格。设备供应商和使用方另行约定的，按约定要求进行验收。同时，回收系统还应通过安全、消防的验收和技术质量监督部门的验收。5.4安全与环保要求5.4.1安全要求5.4.1.1回收系统应配备安全检测装置，主要包括氢气浓度报警仪，氧含量测试仪，温度传感器，压力传感器等。5.4.1.2回收系统应配备安全报警装置，主要包括现场声光报警，控制室声光报警，操作电脑灯光报警等。5.4.1.3回收系统应配备安全执行装置，主要包括安全阀、紧急充氮装置、自动放空装置等。5.4.2环保要求5.4.2.1回收系统的废气排放应符合GB9078或相关地方标准规定。5.4.2.2回收系统的噪声排放应符合GB12348的规定。5.4.2.3回收系统更换下的易损件等固体废物的处置应符合GB18597和GB18599的规定。6检测方法6.1回收产品气氢气纯度的检测按照GB/T3634.2的规定执行。6.2含氢尾气氢含量的检测采用热导氢分仪法。6.3回收产品气氧含量的检测按照GB/T3634.2的规定执行。6.4回收产品气露点的检测按照GB/T3634.2的规定执行。6.5回收产品气油含量的检测按照GB/T15432的规定执行。6.6回收产品气粉尘含量的检测按照GBZ/T192.1的规定执行。5YB/T6172—20247运行与维护7.1运行7.1.1应配套制定完善的管理制度、操作规程、点检制度等，确保回收系统的安全、连续、稳定运行。7.1.2应真实记录回收系统运行数据，不得随意更改或删除。7.1.3回收系统操作人员应具备相应的特种设备操作证。