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        天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化制氫裝置節(jié)能降耗技術(shù)改造

        2021-12-02 14:24:49張晨旭
        科學(xué)與生活 2021年25期
        關(guān)鍵詞:節(jié)能降耗技術(shù)

        張晨旭

        摘要:隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,人們越來越重視天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化制氫工藝。在該工藝之中,對(duì)于節(jié)能降耗技術(shù)的改造尤為重要?;诖?,本篇文章主要對(duì)天然氣轉(zhuǎn)化制氫裝置節(jié)能降耗技術(shù)改造進(jìn)行深入分析和探討。

        關(guān)鍵詞:天然氣蒸汽;轉(zhuǎn)化制氫裝置;節(jié)能降耗技術(shù)

        前言

        在我國,對(duì)于天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化制氫這一工藝而言,已經(jīng)非常成熟,而且大部分的國外企業(yè),在制氫的過程中,也會(huì)采用此裝置。對(duì)比煤制氫,天然氣制氫,不但具備投資少和能耗低的優(yōu)勢,還不會(huì)帶來很大的環(huán)境污染,且整體的二氧化碳排放量也非常少。為了使裝置的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)一步提高上來,必須要改造節(jié)能降耗方面的技術(shù),更大程度的滿足社會(huì)發(fā)展需要。本文以冷凝液利用和提高脫鹽水站收率以及PSA-H2尾氣二氧化碳提純利用這三個(gè)方面為切入點(diǎn),開展節(jié)能降耗技術(shù)的深入改造,使裝置的整體經(jīng)濟(jì)效益得到了根本性的提升。

        1、工藝?yán)淠夯厥?/p>

        1.1現(xiàn)狀分析

        從實(shí)際的生產(chǎn)要求出發(fā),若整個(gè)裝置的負(fù)荷,達(dá)到了最大的限度,那么剩余的水蒸氣總量,大約可以達(dá)到8t/h,而且對(duì)于該部分的水蒸氣而言,可以基于轉(zhuǎn)化器的冷卻,進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)冷凝。在進(jìn)行壓力調(diào)整的過程中,將大量的二氧化碳溶解了進(jìn)來,與此同時(shí),整個(gè)工藝內(nèi)部的冷凝液,表現(xiàn)出來的狀態(tài),也為酸性,進(jìn)而會(huì)腐蝕到設(shè)備,因此,無法將其作為原水,進(jìn)行直接的應(yīng)用,也正式由于這一因素,才導(dǎo)致大量的冷凝水,必須要直接排入到外界,導(dǎo)致大量的水資源被浪費(fèi)。若調(diào)整工藝的冷凝液PH值,到5左右,而且實(shí)際的電導(dǎo)率,達(dá)到10-20左右,那么這兩者存在的問題,就是比例嚴(yán)重超標(biāo),以這一問題為出發(fā)點(diǎn),需要對(duì)PH值過高的問題進(jìn)行解決,只有如此,才能滿足實(shí)際需要。

        1.2改進(jìn)措施

        第一點(diǎn),將一條管線鋪設(shè)進(jìn)來,主要作用,就是引出冷凝液,通過對(duì)專用管線的鋪設(shè),使冷凝液全部印出來;第二點(diǎn),將一臺(tái)氣液分離器增設(shè)進(jìn)來,通過該設(shè)備的添加,可以充分排出冷凝液氣體,以冷凝氣體的實(shí)際數(shù)量和具體特征為依據(jù),對(duì)匹配型號(hào)進(jìn)行合理選擇;第三點(diǎn),就是將一臺(tái)解吸塔設(shè)置進(jìn)來,通過吸收塔的設(shè)置,使二氧化碳和融合二氧化碳的炮和蒸汽壓傳質(zhì)全面實(shí)現(xiàn),對(duì)酸性氣體二氧化碳進(jìn)行全面脫除,最終實(shí)現(xiàn)調(diào)整電導(dǎo)率,提高PH值由以往的5到7,進(jìn)而使冷凝液在處理之后,可以根本性的達(dá)到脫鹽水的要求和標(biāo)準(zhǔn),最終獲取到成品。在整個(gè)過程中,還要將可燃?xì)怏w的控制工作做好,通過企業(yè)分離器的設(shè)置,分離可燃?xì)怏w,確保在反應(yīng)過程中,避免進(jìn)入大量的可燃?xì)怏w。在設(shè)計(jì)解吸塔的過程中,還要將除沫器兼顧好,通過除沫器的應(yīng)用,可以根本性杜絕氣流外溢,使液體的處理環(huán)境得到充分凈化。將適當(dāng)?shù)墓に噾?yīng)用進(jìn)來。實(shí)現(xiàn)冷凝處理之后,需要針對(duì)不滿足指標(biāo)的液體,開展引流措施,確保其可以進(jìn)入到二級(jí)反滲透膜之中,隨后,以制氫裝置的脫鹽水系統(tǒng)為依據(jù),處理工藝?yán)淠海⑶覍?duì)工業(yè)冷凝液進(jìn)行全面回收,使生產(chǎn)效率根本性提升上來,同時(shí),還要將其作為重要的脫鹽水,使冷凝液的回收率提升上來,這樣就可以避免浪費(fèi)水資源,使改造效果大幅度提升上來。

        1.3改造后節(jié)能降耗評(píng)價(jià)

        在改造之前,過剩的水蒸氣量為8t/h,實(shí)際的軟化鹽脫鹽回收率達(dá)到94%,在實(shí)施改造之后,整體的回收率可以高達(dá)98%以上,而且節(jié)約的水資源和電費(fèi),合計(jì)在一起,可以達(dá)到82萬元。

        2、提高脫鹽水收率

        2.1現(xiàn)狀分析

        對(duì)于制氫裝置而言,在處理脫鹽水的過程中,大部分情況下,都會(huì)將反滲透的技術(shù)原理應(yīng)用進(jìn)來,依據(jù)反滲透,對(duì)大部分的鹽分和雜質(zhì)進(jìn)行脫除,與此同時(shí),將相應(yīng)的脫鹽水提供給制氫裝置。制氫裝置將軟化水應(yīng)用進(jìn)來的過程中,一般情況下,夏季水溫都為三十?dāng)z氏度,冬季水溫為二十?dāng)z氏度,但是后來,相關(guān)企業(yè),進(jìn)行了水井調(diào)整,導(dǎo)致溫度明顯降低,這樣,進(jìn)一步降低了脫鹽水的水量,導(dǎo)致稅收率也進(jìn)一步減少。

        2.2改進(jìn)措施

        針對(duì)原有的管線路,開展全面系統(tǒng)的技術(shù)改造,將原水預(yù)熱處理裝置增設(shè)進(jìn)來,使原水的問題得以提升,并且通過此種方式,使?jié)馑呐欧帕窟M(jìn)一步降低,進(jìn)而提升產(chǎn)水量。

        2.3應(yīng)用技術(shù)特點(diǎn)

        在進(jìn)行原水預(yù)熱處理的過程中,需要對(duì)副線埋設(shè)的問題進(jìn)行充分的考慮,以原水的溫度為依據(jù),將合適的預(yù)熱處理設(shè)備選取進(jìn)來,并且基于預(yù)熱器故障背景,不對(duì)預(yù)熱器進(jìn)行繼續(xù)應(yīng)用,進(jìn)而使使用便捷性得到根本性提升。首先,由于杰志不同,在換熱的過程中,會(huì)導(dǎo)致實(shí)際的溫差進(jìn)一步擴(kuò)大,因此,應(yīng)對(duì)換熱器帶來的不良沖擊進(jìn)行盡可能的減少,并且將減溫減壓的設(shè)備,配備到板式換熱器的入口位置;其次,就是在使用裝置的過程中,很有可能會(huì)出現(xiàn)一些副產(chǎn)物,而這些副產(chǎn)物會(huì)防空低壓蒸汽,因此,必須要第一時(shí)間進(jìn)行調(diào)控;最后,就是將遠(yuǎn)傳溫度報(bào)警裝置設(shè)置了進(jìn)來,可以以具體的現(xiàn)實(shí)要求為依據(jù),進(jìn)行隨時(shí)隨地的調(diào)節(jié)。

        2.4效益評(píng)價(jià)

        在全面改造完成之后,發(fā)現(xiàn),基于原水溫度的進(jìn)一步提升,相應(yīng)的滲透液流量增加態(tài)勢非常明顯,此時(shí)的產(chǎn)稅收率得到了根本性的提升,同時(shí),也有效的控制了水資源浪費(fèi)的問題。

        3、PSA-H2尾氣二氧化碳提純改造

        3.1現(xiàn)狀分析

        對(duì)于天然氣制氫裝置而言,其尾氣含有的二氧化碳可以達(dá)到百分之三十,那么對(duì)于原設(shè)計(jì)的尾氣部分而言,將燃料氣直接進(jìn)入燃燒系統(tǒng)這一處理方式采用的進(jìn)來,其中,對(duì)于二氧化碳而言,其具備不可燃性,所以,若進(jìn)行直接排走,會(huì)直接降低整體的內(nèi)能,導(dǎo)致嚴(yán)重的浪費(fèi)。

        3.2改進(jìn)措施

        以實(shí)際的生產(chǎn)需求為依據(jù),將PSA-H2尾氣處理設(shè)備添加進(jìn)來,對(duì)于該設(shè)備而言,其可以使二氧化碳的轉(zhuǎn)變?nèi)鎸?shí)現(xiàn),并且可以根本性滿足精脫氣效果,尤其是整體的一氧化碳含量較低的背景下,也可以充分實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化,進(jìn)而保證熱量避免流失。

        3.3改造后效益評(píng)價(jià)

        在全面改造之后,以年為計(jì)量單位,整體的二氧化碳產(chǎn)值可以達(dá)到340萬元,經(jīng)濟(jì)效益明顯大幅度增加。通過空氣降低工藝?yán)淠禾幚砑夹g(shù)的應(yīng)用,可以使二氧化碳的分壓處理全面實(shí)現(xiàn),同時(shí),還可以將冷凝液中的二氧化碳及時(shí)的脫除掉,為制氫裝置實(shí)現(xiàn)綜合的循環(huán)利用奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過對(duì)原水溫度的提升,可以使反滲透膜的綜合滲透率得到根本性的保證,這樣,就可以使?jié)馑呐欧帕窟M(jìn)一步降低,不僅如此,提升回用率,也可以是水資源的浪費(fèi)得以降低,提升綜合摻水收率。而將PSA-H2尾氣處理設(shè)備應(yīng)用進(jìn)來,可以使二氧化碳高效提純目標(biāo)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn),這樣,就可以避免二氧化碳排放,導(dǎo)致大量的熱量被帶走,根本性提高內(nèi)部轉(zhuǎn)化率,滿足生產(chǎn)要求。根據(jù)相應(yīng)的效益評(píng)價(jià),可以發(fā)現(xiàn),對(duì)于第一項(xiàng)改造措施而言,可以增加82萬的經(jīng)濟(jì)效益,第二項(xiàng)目改造增加了24萬的經(jīng)濟(jì)效益,第三項(xiàng)改造措施,增加的經(jīng)濟(jì)效益最高,達(dá)到了340萬,合計(jì)為446萬元,由此可見,通過這一些列的改造措施,可以根本性提高經(jīng)濟(jì)效益,值得廣泛推廣并應(yīng)用。

        4、結(jié)束語

        總而言之,對(duì)于天然氣制氫企業(yè)而言,通過對(duì)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的大力發(fā)展,將清潔生產(chǎn)技術(shù)大幅度應(yīng)用進(jìn)來,應(yīng)用節(jié)能技術(shù)改造措施,可以達(dá)到非常好的效果,根本性提升經(jīng)濟(jì)效益。從整體角度來看,我國的天然氣蒸汽裝置越來越多,種類也越來越多樣化,在現(xiàn)實(shí)中面臨的能源壓力也越來越大,為了更好的滿足社會(huì)需求,實(shí)現(xiàn)全面發(fā)展,只有改造天然氣蒸汽制氫裝置,才能根本性達(dá)成節(jié)能降耗目標(biāo),使生產(chǎn)成本大幅度降低,獲取更大的經(jīng)濟(jì)效益。

        參考文獻(xiàn)

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        [2]馬延彪,潘華東.天然氣一段蒸汽轉(zhuǎn)化制氫裝置Z118-4Y/5Y轉(zhuǎn)化催化劑升溫還原總結(jié)[J].化工設(shè)計(jì)通訊,2015,41(04):25-28.

        [3]王偉眾,李瑞峰,王剛,李建忠,王亞靜,李響.粉末X射線衍射法鑒定天然氣絕熱轉(zhuǎn)化制氫催化劑中晶體化合物[J].現(xiàn)代儀器,2010,16(06):32-34.

        [4]雍永祜,李國琨,楊茗.天然氣添加CO_2一段蒸汽轉(zhuǎn)化制甲醇合成氣中CO_2配入量及轉(zhuǎn)化氣組成的計(jì)算[J].天然氣化工,2005(03):68-72.

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