10000Nm3/h煤造气制氢装置技术方案1.装置概况本装置为制氢装置，装置制氢能力为10000Nm3/h。

采用煤为原料工艺路线，制氢装置包括造气、脱硫、压缩、变换脱硫、变压吸附脱碳和变压吸附提氢、造气循环水站、余热回收工序等七个主要工序。

2.产品规格产品氢气的质量指标3.原材料及公用工程消耗原辅材料规格及消耗量(以1000Nm3/h氢气量计)公用工程规格及消耗量(以1000Nm3/h氢气量计)注：(1)水煤气中的总硫按1.5g/Nm3计(2)年操作时间8000小时4.装置组成本装置由如下工序组成：造气工序、脱硫工序、压缩工序、变换工序、变压吸附制氢工序、造气循环水工序、余热回收工序5.界区划分如图双点画线（ -------- ）框内为装置界区6•工艺技术6.1造气工序⑴吹风空气经空气鼓风机加压送入煤气炉内，在炉内空气与炭层燃烧，放出大量的热量储存于炭层间。

出炉气称为吹风气，温度在350C左右。

吹风气经旋风除尘器除尘后进入吹风气总管，去三废”混燃锅炉作燃料。

⑵蒸汽吹净为尽量降低水煤气中N2含量，采用低压蒸汽上吹，将系统中残余空气吹净，流程同吹风阶段。

⑶上吹制气蒸汽吹净后开始一次上吹制气，上吹用蒸汽来自本工段的夹套锅炉及废热锅炉，足部分由余热回收装置蒸汽管网补充。

两部分低压过热蒸汽一起经蒸汽缓冲罐混合后，由煤气炉底部送入，自下而上经过炉内炭层分解而产生水煤气。

本阶段所产生的水煤气（上行煤气）出炉时温度在350C左右，进入水煤气总管经旋风除尘器除尘后，送至热管废热锅炉回收余热最后温度降至150C左右进入煤气洗涤塔冷却至常温后送往气柜。

⑷下吹制气低压过热蒸汽由煤气炉上部进入炉内，由上而下，经过炭层分解得到水煤气，由炉底引出时温度在250C左右，经总管去热管废热锅炉回收余热后。

温度降至150C左右，进煤气洗涤塔冷却后入水煤气气柜。

⑸ 二次上吹基本上同一次上吹制气，目的在于置换炉下部及管道中残留的水煤气。

⑹ 空气吹净流程同上吹，但不用蒸汽而改用空气，以回收系统中的水煤气。

吹净后改为吹风阶段，从而完成一个制气循环。

6.2脱硫工序⑴ 水煤气脱硫来自气柜的〜35C、〜0.103MPa（A）的水煤气首先进入静电除焦油（尘）器底部，从下向上通过静电除焦油器，静电除焦油（尘）器的电场有效截面占有率可达98%以上，每根阴极丝组成一个独立的电场，在合理的煤气流速和匹配足够高的电流密度下，可使整个电场空间布满电子，组成严密的电子网，当含尘煤气经过电场时，98%以上的粉尘和焦油被电子捕获而成为荷电体。

荷电的粉尘向着沉淀极运动而被收集，所以除焦（尘）效率高达98%以上。

经除尘除焦油后的水煤气去罗茨鼓风机。

水煤气经罗茨鼓风机加压后经水洗降温后送入脱硫塔，硫含量按 1.5g/Nm3考虑，含硫的水煤气从下向上通过填料层并与塔顶喷淋下来的栲胶脱硫液逆流接触，水煤气中的大部分H2S被除去。

离开脱硫塔的含H2Sv50mg/Nm3的水煤气进入水洗塔除去夹带的雾沫后，再经过静电除焦油（尘）器除去剩余固体颗粒后去煤气压缩工段。

从脱硫塔底部出来的脱硫富液进入富液槽，在此分离出夹带的水煤气后进入富液泵加压，通过多个喷射器，利用喷射器自吸入的空气使脱硫富液中的催化剂得以再生，在再生槽中，脱硫富液中的单质硫被浮选出来，硫泡沫去硫泡沫槽，再生后的脱硫液去贫液槽，由贫液泵送至脱硫塔循环使用。

硫泡沫槽中的硫泡沫经泵送入熔硫釜，在蒸汽的加热作用下分离为二相，密度较大的硫磺颗粒沉积于釜底被熔融，密度较小的溶液从熔硫釜上部流至地下槽，熔融好的硫磺从熔硫釜底排出，经自然冷却后即得成品硫磺。

熔硫釜、电除焦油器所用饱和蒸汽来自锅炉房，蒸汽冷凝液排入地沟。

⑵ 变换气脱硫变换气进入变换气脱硫罐的顶部，与罐内脱硫剂接触，脱除变换气中的H2S,从脱硫罐塔底排出的净化气体H2S降至W 10mg/Nm3。

若有机硫含量高变换气脱硫需先经湿法脱硫，再干法脱硫。

6.3压缩工序湿法脱硫后的水煤气经除油器后，进入压缩机，将水煤气的压力升至1.1Mpa（A），经缓冲罐后去变换工序。

6.4变换工序压缩后水煤气与变换气交换热量后与蒸汽混合进入变换塔，变换采用全低变变换工艺，在低变催化剂作用下，CO与H20蒸汽反应生成CO2与H2，出一段变换气中CO （干基）约16%,变换气温度~400C ;经炉内喷水增湿后温度降至200r进入第二段变换，经二段变换后气体温度升至-2900，变换气中CO含量约6% （干基）；再经喷水增湿、降温至200r，进入第三段继续进行CO变换，出三段的变换气中CO含量为2% （干基），温度约-230r ；最后经喷水增湿、降温至200r，进入第四段继续进行CO 变换，出四段的变换气中CO含量为0.5% （干基），温度约~215r。

出变换炉的变换气进入煤气加热器回收热量，经水冷器冷却至40r，分离冷凝水后去变换气脱硫。

变换气增湿用的冷激水除水冷器中的变换气冷凝水外，不足部分由界外脱盐软水补充（必须用脱盐水）。

6.5变压吸附提氢工序PSA- f工序包括PSA- CO/R和PSA- H两部分。

变压吸附工序是采用变压吸附（Pressure Swi ng Adsorption简称PSA）技术，将来自变换脱硫气经过PSA－CO2/R 和PSA－H2 两段变压吸附工艺，将其中的杂质吸附，其基本原理是利用吸附剂对不同的吸附质的选择吸附特性和吸附能力随压力变化而呈现差异的特性，实现气体混合物的分离和吸附剂的再生，达到提纯氢气的目的，得到的产品气送至界外。

变压吸附工序利用了变压吸附原理，在吸附剂的选择吸附条件下，高压吸附原料气中的杂质，弱吸附组份H2 等有效组分通过床层由吸附器顶部排出，从而使气体混合物分离，减压时被吸附的杂质脱附，吸附剂获得再生。

吸附器内的吸附剂对不同组份的吸附是定量的，当吸附剂对杂质组份的吸附达到一定量后，便从吸附剂中解吸，使吸附剂能重复使用时，吸附分离工艺才有实用意义。

故每个吸附器在实际过程中必须经过吸附和再生阶段。

对每个吸附器而言，制取产品气的过程是间歇的，必须采用多个吸附器循环操作，才能连续制取产品气。

PSA- CO/R和PSA- H提纯装置，运行方式8-3-3/V，即3塔同时进料吸附，另外5塔处于再生步骤，3次均压，抽真空解吸工艺。

每个塔经历吸附、均压降、逆放、抽真空、均压升、最终升压等六个步骤。

净化气作为产品氢气，送出本装置界区外。

解吸气分为两部分，含氢高的部分经水封罐后送“三废”混燃锅炉作燃料，含二氧化碳高的部分就地放空。

6.6造气循环水工序造气工序、脱硫工序和余热回收工序污水经地沟输送至平流沉淀池，沉淀后进入热水池，热水再由热水泵打入冷却塔，热水经塔冷却后进入冷水池，处理后的水再由冷水泵送至造气工序、脱硫工序和余热回收工序。

沉淀池内污泥可由潜污泵抽出，经晾晒池晾晒送去“三废”混燃锅炉作燃料。

6.7余热回收工序为满足蒸汽需求，同时解决造气生产的废气、废渣、废灰综合治理难题，保护环境，节约能源，提高效率，本装置拟采用一台三废混燃余热锅炉，将造气生产过程产生的吹风气、造气炉渣、除尘器细灰，掺入部份白煤和煤矸石在三废流化混燃炉进行流化燃烧，达到制取高位热能的目的。

⑴汽水系统达到锅炉给水质量标准的软水由锅炉给水泵加压至1.5MPa向锅炉供水。

经锅炉加热输出低压蒸汽。

蒸汽分两路，一部分以饱和蒸汽方式直接输出，另1部分经过热器加热以过热蒸汽方式向外输出。

⑵燃料、烟气系统来自煤场的燃料煤经斗式提升机提升到储煤斗中，经旋转阀均匀下料到给煤机，通过给煤机向三废混燃炉炉膛连续定量加燃料煤（自动加料，带摄像头）。

一次风机，二次风机向炉膛内鼓风强化燃烧；在三废混燃炉中还将造气工序生产过程产生的废气、造气炉渣、除尘器细灰以及部份高硫煤和煤矸石进行流化燃烧。

烟气经过充分换热以后从炉体后部排出，进入水膜除尘器将烟气中的煤灰除去，达到环保要求后进入烟囱排放。

炉膛卸出的煤渣、煤灰则可以送出厂外综合利用。

7.环境保护本装置中主要产生“三废”及处理如下：造气工序（100#）：①造气产生的废煤渣、造气吹风气，去三废炉燃烧处理；③洗涤产生的废水，去造气循环水站处理；④风机产生的噪声，设备选型控制。

脱硫工序（200#）:①除尘器脱出的废水，去造气循环水站处理；②从水煤气中脱出的硫，制成副产品硫磺；③脱硫塔更换的废脱硫剂，填埋处理；④罗茨风机及脱硫液泵产生的噪声，设备选型控制。

压缩工序：①压缩机冷却器产生的冷凝水，去造气循环水站处理；②脱油器更换的废脱油剂，作锅炉燃料或填埋；③压缩机产生的噪声，设备选型控制。

变换工序：①变换炉更换的废催化剂，催化剂厂家回收。

变压吸附提氢工序：①吸附器更换的废吸附剂，填埋；②水环真空泵产生的噪声，设备选型控制；③吸附器解吸产生的废气，去三废炉燃烧处理。

造气循环水站：①造气循环水沉淀池产生的污泥，作锅炉燃料或填埋；②凉水塔及循环水泵产生的噪声，设备选型控制。

余热回收工序：①燃烧产生的废炉渣，制砖或填埋；①燃烧产生的气体经洗涤后放空，洗水去造气循环水站处理；②机泵产生的噪声，设备选型控制。

&装置占地装置占地：~210X190m29.装置定员装置定员一览表10.装置投资:装置建设投资：-5551万（不含总图及土建工程）11.生产成本lOOONm3氢气产品计注：①人工工资按50000元/年.人计。

②折旧年限10年，按建设投资6000万计算。