陜西變壓吸附提氫

本裝置為五塔PSA制氫裝置，它的關(guān)鍵部分由五個吸附塔（以下簡稱A、B、C、D、E塔）和33個氣動閥組成。另外，為提高氫氣回收率和氫氣純度，本系統(tǒng)配備了兩臺真空泵（一開一備）和一臺真空緩沖罐；在系統(tǒng)出口管道上裝有一臺壓力調(diào)節(jié)閥，用以調(diào)節(jié)、穩(wěn)定系統(tǒng)操作壓力。解析氣直接通過消聲阻火器放入大氣或輸入燃料系統(tǒng)作燃料。
工藝流程介紹（見帶控制點工藝流程圖）
從甲醇重整系統(tǒng)來的重整氣先通過KV1A氣動程控閥進入吸附塔A進行吸附分離，分離后的產(chǎn)品氫氣通過KV2A氣動程控閥經(jīng)計量后進入氫氣緩沖罐；吸附塔吸附完畢后，KV1A、KV2A氣動程控閥關(guān)閉，KV4A氣動程控閥打開，分別向吸附塔C、D、E一、二、三次均壓，以回收塔內(nèi)的殘余H2。均壓結(jié)束后，KV4A氣動程控閥關(guān)閉，并打開KV3A和KS131氣動程控閥逆向放壓進行A塔吸附劑的再生，至塔內(nèi)壓力接近于常壓，解吸氣經(jīng)阻火器排入大氣；然后關(guān)閉KS131氣動程控閥，打開KS132、KS133氣動程控閥進行真空解吸至規(guī)定時間結(jié)束。真空解吸結(jié)束后，關(guān)閉KV3A氣動程控閥，并打開KV6A氣動程控閥，分別在規(guī)定時間內(nèi)由B、C、D三塔對A塔進行一、二、三次升壓；然后關(guān)閉KV6A氣動程控閥，并打開KV5A氣動程控閥對A塔進行終充壓。終充壓結(jié)束后A塔進入下一輪吸附分離過程。
其它四塔吸附過程與此相同。
五個塔的吸附順序依A、B、C、D、E分別進行。五塔依次吸附一次則一輪循環(huán)結(jié)束。每一輪循環(huán)共有20個步序，每一步序的時間可通過計算機輸入并修改。吸附時間的修改，由技術(shù)人員根據(jù)工藝對產(chǎn)品氫氣的純度的要求進行修改，其他任何人不得擅自修改操作參數(shù)。
在運行過程中，由于種種原因可能導(dǎo)致產(chǎn)品氫氣不合格。經(jīng)再線氫氣分析儀檢測發(fā)現(xiàn)后，須通過操縱進氫氣緩沖罐前的放空閥K203進行限流放空，直至合格為止，然后繼續(xù)進氫氣緩沖罐。

工藝流程中的主要設(shè)備：
1.吸附塔（A、B、C、D、E）
五個吸附塔是裝置中的關(guān)鍵設(shè)備。本吸附塔結(jié)構(gòu)設(shè)計為直筒式，氣體部分采用下進上出方式，氣體進出口均設(shè)有氣體分布裝置，以利于進體的分布并阻止吸附劑的外漏。
2.真空泵
本裝置配有真空泵兩臺（一開一備），用于吸附塔的真空解析。真空泵的使用可大大提高產(chǎn)品氣的純度，并可提高產(chǎn)品回收率，降低運行成本。
3.真空緩沖罐
真空緩沖罐是為真空泵而配置的。吸附工藝過程中，按程序設(shè)置，真空泵多數(shù)時間是在抽真空緩沖罐，與KS132和KS133程控閥相配合，利用真空緩沖罐容積大的特點，短時間內(nèi)可將吸附塔的壓力抽空至較低狀態(tài)，滿足工藝生產(chǎn)要求。
4.壓力調(diào)節(jié)閥
為全系統(tǒng)的穩(wěn)定操作，在變壓吸附裝置出口安裝有系統(tǒng)壓力調(diào)節(jié)閥，其壓力采樣點在重整制氫系統(tǒng)的重整氣緩沖罐上。調(diào)整壓力調(diào)節(jié)閥的設(shè)置，可改變系統(tǒng)的操作壓力。
一般情況下，系統(tǒng)操作壓力設(shè)置完成后，不要隨意進行改變。

變壓吸附系統(tǒng)啟動投運
裝置啟動分初次開車和正常開車。初次開車前應(yīng)做好一系列準備工作；而正常開車時只要按規(guī)定的操作步驟進行啟動。
一、初次開車前的準備工作：
在裝置安裝完畢后，對整個裝置應(yīng)進行吹除和氣密性試驗，合格后對吸附塔裝填吸附劑。
用戶在使用前應(yīng)對程控系統(tǒng)進行嚴格的檢查及調(diào)試，以整個裝置可隨時投入運行。
在投入原料氣之前，還用干燥、無油的氮氣（或抽真空）對整個裝置的設(shè)備和管道進行置換，使氧含量降到0.5％以下，因為本裝置的原料氣、產(chǎn)品氣和解析氣均含有大量的氫氣，如果不預(yù)先將裝置內(nèi)的氧置換掉，那么在開車時容易引起爆炸燃燒。
二、投料啟動
在經(jīng)過整個裝置的工藝、儀表檢查及確定置換合格后，裝置已處于隨時可投料運行狀態(tài)。
當裝置啟動前，先將計算機操作畫面置于變壓吸附自動-手動操作畫面，然后點擊自動操作按鈕，觀察變壓吸附系統(tǒng)處于哪一個工作狀態(tài)；再點擊手動操作按鈕，使變壓吸附系統(tǒng)處于備用狀態(tài)。
吸附工序啟動步驟如下：
1.啟動空壓機，并將其壓力控制在0.6-0.7MPa；
2.開重整系統(tǒng)流量計旁通閥，關(guān)小重整氣放空閥，向變壓吸附系統(tǒng)充氣，并通過調(diào)節(jié)重整氣放空閥維持重整系統(tǒng)壓力；
3.開K201、K202閥；
4.點擊計算機變壓吸附系統(tǒng)自動操作按鈕，開始向吸附塔充氣；
5.開并調(diào)節(jié)吸附系統(tǒng)放空閥K203,維持吸附系統(tǒng)壓力在0.2-0.3MPa，進行低壓運行，調(diào)整并對系統(tǒng)進行置換；
6.調(diào)節(jié)吸附系統(tǒng)放空閥K203,維持吸附系統(tǒng)壓力在0.6-0.7MPa，進行中壓運行，調(diào)整并對系統(tǒng)進行置換；
7.調(diào)節(jié)吸附系統(tǒng)放空閥K203，維持吸附系統(tǒng)壓力在0.9-1.0MPa，在正常操作壓力下運行，調(diào)整并對系統(tǒng)進行置換；
8.啟動在線分析儀，對產(chǎn)品氣進行分析，若合格即可將其切換進入氫氣緩沖罐。
9.打開并設(shè)置氣體壓力調(diào)節(jié)閥在1.0MPa，將產(chǎn)品氣送入氫氣緩沖罐并對其進行置換。置換氣由氫氣緩沖罐底部排污閥排出進入大氣。
由于此時排出的氣體已基本是純氫了，操作中應(yīng)采取低壓、小量、多次的方式進行，嚴防出現(xiàn)爆炸燃燒情況。
置換過程中，隨時調(diào)整重整氣放空閥和吸附系統(tǒng)放空閥，以控制兩套系統(tǒng)操作壓力，保持操作系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
裝置投入正常運行后，產(chǎn)品流量計的工作壓力恒定在吸附工作壓力，故流量計不需要壓力變化的修正。流量計出廠時以將工作流量換算成標準狀態(tài)下的流量，使用時可直接讀數(shù)。
產(chǎn)品純度：一個吸附塔具有吸附雜質(zhì)的能力（即在一個吸附—再生循環(huán)里能提純一定數(shù)量的原料氣）。所以循環(huán)時間過長或原料氣流量過大，產(chǎn)品純度會下降；循環(huán)時間過短，原料氣流量過小，產(chǎn)品純度很高，會引起床層未能充分利用，使產(chǎn)品組分的損失。本裝置通過調(diào)整循環(huán)時間的方法可生產(chǎn)出不同純度的產(chǎn)品，其純度控制范圍通?？刂圃?8—99.99％之間。
裝置的回收率：本裝置不同純度的產(chǎn)品氣，對應(yīng)著不同的回收率。產(chǎn)品純度越高，產(chǎn)品組分的回收率越低。所以在操作中不應(yīng)單純追求產(chǎn)品的純度，需要根據(jù)實際需要出發(fā)，選擇適當?shù)募兌纫垣@得較高的效益。本裝置采用三次均壓，即多了一次產(chǎn)品氣死體積的回收，其回收率得到較大提高，一般情況下，可達到85—90％。
以上介紹的裝置啟動步驟，適合裝置的次開車和停車時間較長后再啟動時使用。如停車時間較短，啟動時可加快升壓速度。

停車和停車后再啟動
停車分為三種情況：
1. 正常停車—有計劃的停車；
2. 緊急停車—突然停電或裝置出現(xiàn)故障要立即停車；
3. 臨時停車—因故不超過1小時的停車。
一、正常停車：
正常停車是有計劃的停車，停車前通知本裝置前后有關(guān)工序，然后按下述步驟實施正常停車：
1. 關(guān)閉裝置原料氣閥。
2. 關(guān)閉裝置產(chǎn)品氣出口閥，使系統(tǒng)保持全封閉狀態(tài)。
3. ?？刂破麟娫矗浞謨x電源，關(guān)取樣閥。
4. 系統(tǒng)保壓（各吸附塔均應(yīng)保持正壓）
二、緊急停車：
1. 迅速關(guān)閉裝置原料氣閥
2. 迅速關(guān)閉裝置產(chǎn)品氣出口閥
3. 根據(jù)現(xiàn)場具體情況，可參照正常停車步驟處理。
三、臨時停車：
1. 點擊控制器停止按鈕，關(guān)閉所有程控閥，使吸附系統(tǒng)工作步驟保持在當前狀態(tài)；
2. 根據(jù)需要，關(guān)閉原料氣閥；
3. 根據(jù)需要，關(guān)閉產(chǎn)品氣出口閥。
四、長期停車
1. 同正常停車1、2操作步驟；
2. 將各吸附塔壓力按手動操作逐步放空至壓力為零為止；
3. 在原料氣通入置換氮氣；
4. 按手動操作控制按鈕，對各吸附塔進行氮氣置換，直至塔內(nèi)含氫量在區(qū)（小于3％H2）
5. 同正常停車3、4操作步驟。
五、停車后再啟動
1. 正常停車或長期停車后再啟動
按第三章方法執(zhí)行。長期停車，在啟動前整個裝置是否需要氮氣置換應(yīng)視具體情況而定。
2. 緊急停車后啟動
緊急停車后，各塔基本上都保持在正常工作狀態(tài)，因停車后控制器具有記憶功能，控制器應(yīng)處于停車時的程序步驟。打開控制器的電源，直接點擊啟動按鈕裝置即可啟動。
3. 臨時停車后啟動，只要各吸附塔壓力狀態(tài)與控制器處于的程序步驟是一致的，直接點擊啟動按鈕裝置即可啟動。
4. 如果在停車時關(guān)閉了原料氣閥和產(chǎn)品氣出口閥，應(yīng)在開車前打開。
氫氣的基本特性
分子式為H2，分子量2.0158，系無色、無味的可燃氣體，氣體密度0.0899Kg/M3，熔點-259.18℃，沸點-252.8℃（760mmHg柱），自燃點400℃，爆炸限：4.1-74.2％，微溶于水、醇、及各種液體，常溫穩(wěn)定，在高溫下有催化劑時很活潑，易燃、易爆，能與很多金屬和非金屬化和。氫氣不能供給呼吸，故在高濃度下能使人窒息。