【海川化工资讯】西南化工研究院焦炉煤气氢能焦炉煤气变压吸附提氢

近日，由西南院总承包建设的6000Nm?/h焦炉煤气变压吸附提氢EPC项目正式开工建设。该项目采用具有西南院自主知识产权的专利技术建设的焦炉煤气变压吸附提氢装置，标志着西南化工研究院焦炉煤气氢能利用技术产业化迈上了新台阶。

西南院与马鞍山晨马氢能源科技有限公司签订的变压吸附提氢总包项目，是马钢集团化工能源板块重点规划项目。项目占地约40亩，总投资约2亿元，采用西南院国际领先的焦炉煤气脱焦油脱萘、变温吸附脱苯净化、变压吸附氢气提纯、氢气纯化及检测等专利与专有技术，充分利用马钢集团富余的焦炉煤气，生产纯度大于99.999%高纯氢气，再通过氢气纯化技术，生产出原料氢气。该项目对从典型的重污染工业排放气焦炉煤气中提取廉价的氢燃料电池原料氢气具有重大的示范作用，不仅可以促进清洁能源氢能的发展，还可有效降低钢铁、冶金等行业废气排放，减少环境污染，同时创造良好的经济效益。项目建成后可实现每年减排焦炉煤气约1.2亿立方米，每年产出高纯氢气约4800万立方米。可实现年销售收入约2.1亿元，年税后利润约5000万元。

沙漠里的游鱼 发表于 2019-10-16 15:42
西南院与马鞍山晨马氢能源科技有限公司签订的变压吸附提氢总包项目，是马钢集团化工能源板块重点规划项目。 ...

从混合排放

到分类回收

将废物变成有价值的的原料

该项目对从典型的重污染工业排放气焦炉煤气中提取廉价的氢燃料电池原料氢气具有重大的示范作用，不仅可以促进清洁能源氢能的发展，还可有效降低钢铁、冶金等行业废气排放，减少环境污染，同时创造良好的经济效益。项目建成后可实现每年减排焦炉煤气约1.2亿立方米，每年产出高纯氢气约4800万立方米。可实现年销售收入约2.1亿元，年税后利润约5000万元。

焦炉煤气常用的提氢的手段有膜分离提氢技术、深冷分离提氢技术与变压吸附（PSA）提氢技术三大类。



01 | 膜分离提氢技术



膜分离技术的原理是膜的选择透过性，即在分子水平上，不同粒径的分子混合物在通过半透膜时，大于膜截留分子量的物质分子无法穿过膜而流回料罐，小于膜截留分子量的物质或分子则通过膜形成透析液。但在工程操作中，由于泵加压后液流截面的不均匀性，一些透过膜速度慢的物质也会少量渗透到膜的富氢侧。膜分离提氢技术产品纯度一般在85%~99% 之间，氢气回收率为65%~80%。



02 | 深冷分离提氢技术



深冷分离技术是利用不同气体冷凝点的不同，从而逐级液化混合气体以达到气体分离效果的工艺技术。在焦炉煤气的深加工中，深冷分离很少单独应用于氢气的分离提纯，多是用于与甲烷气体同时分离提纯的场景，其氢气产品纯度可达85% 以上，回收率可达95% 左右。但由于诸如氮气、甲烷等气体的液化温度均很低，因此在气量大时，深冷分离装置需要提供大量的冷能，以完成目标气体的液化工作，耗能非常高，除此之外由于液化气体温度极低，因此在管道材质及保温材料上的投资也很高。



03 | 变压吸附提氢技术



变压吸附提氢技术是近年来逐步发展起来的一种气体分离工艺技术，利用吸附剂在不同压力下对不同物质的吸附能力的不同而达到气体分离净化目的的技术，以其自动化程度高，能耗低等优点逐步增加自身市场份额，并且在提氢、脱碳等气体分离领域均有着广泛的使用。



变压吸附技术由于能耗低、自动化程度高、产气速度快，对原料气净化程度要求低等优势，在焦化厂中得到了广泛应用，其产品气纯度最高可达99.9%，但回收率在60%~90%。在部分生产线中，为了稳定产品氢纯度，也有在变压吸附工序后串接膜分离工艺的生产线。



此外，甲烷、甲醇转化制氢以及天然气制氢在工业中也已广泛应用，不再一一说明。

由表3可知，从成本看，煤焦化制氢和煤气化制氢同样具备优势。根据煤种不同，规模化煤制氢成本已可控制在0.8元/m3上下，有项目甚至低到0.4-0.5元/m3。相比至少2元/m3的天然气制氢，及成本更高的电解水制氢，前者经济性突出。

据了解，国家能源集团（原神华集团）已经建成的80台煤气化炉，若用来为燃料电池车辆供应氢气，则每年可生产氢气400万吨，可以为4000万辆车提供动力。石油和化学工业规划院能源化工处副总工程师韩红梅在受访时也曾表示：“一个规模200万吨/年的焦化厂，用5%的外送焦炉气加工成氢能，就可满足100辆出租车、300辆公交大巴、100辆物流车的供应。”

7月14日消息，东明中油燃料石化有限公司产品质量升级项目200万吨/年柴油加氢改质联合装置1万立/时PSA装置于近日投料试车成功，产出合格氢气，产品纯度≥99.9%。该装置采用上海华西化工科技有限公司先进的PSA制氢技术和专有设备，并由安徽华东化工医药工程有限责任公司完成工程设计。

   据悉，该装置以加氢脱硫低分气和废氢为原料气，经过变压吸附工艺提纯氢气，生产规模10000Nm³/h氢气，氢气纯度≥99.9%，提纯后的氢气用于油品加氢装置。加氢装置采用上海华西特别的处理工艺、吸附剂和开工方法，保证装置长期稳定运行，目前已正式交付东明中油燃料石化有限公司使用。