如果从原料气预处理系统的投资和运行成本分析,冷冻净化工艺则比传统工艺投资方面减少约533.63万元,运行成本节约60万元/a。
1.2.3原料气脱硫釆用PSA技术。
原料气经该装罝冷冻净化工艺后,还含有质量浓度500?400mg/m3的硫无法在此工段中脱除(硫含量取决于所选焦煤的煤质),因此,原料气脱硫问题则是该装置的关键流程。
传统的脱硫方法有:
(1)干法脱硫。釆用氧化铁干法脱硫,其优点是一次性投资较小,但缺点是运行成本非常高,易造成长期的二次污染。
(2)湿法脱硫。如PDS等传统脱硫方法。湿法脱硫具有安全可靠,运行稳定、运行费用低于干法脱硫等优点。似是,湿法脱硫的缺点也很明显,那就是装置投资高、设备腐蚀严重、环境污染大,对有机硫几乎没有脱除效果,而对于变压吸附工艺的吸附剂、危害最大的就是有机硫,它会造成吸附剂寿命减少或失活,影响吸附效果,从而影响了产品氢气质量。另外,经脱硫后产生的硫渣及含硫废水易造成二次污染。
该装置采用目前最先进的,并且是非常成熟的两段法吸附技术,即把PSA脱碳和PSA制氢二种工艺合二为一,取长补短。结合焦化公司对解析气中硫含量要求不高的实际情况,从根本上解决有机硫处理的难题。该装罝第一段采用PSA脱碳技术,可以大幅度脱除原料气中有机硫、无机硫、CO2、CO等杂质组分,使氢气体积分数达到95%以上,同时将原料气中的总硫质量浓度从500?400mg/m3脱除到10mg/m3以下,然后进入下段PSA制氢工序,由于专用耐硫吸附剂对硫的解吸性能非常好,可以循环使用(与CO2的吸附解吸性能接近),同时也保证了PSA脱碳吸附剂使用寿命可以达到10年以上,第二段PSA制氢吸附剂使用寿命更长,可以达到15年以上。
1.2.4两段法提高氢气回收率。
传统PSA制氢工艺中氢气回收率只有70%?80%,而该裝置选用的工艺技术可将氢气回收率提高到95%以上,从这套装置来讲,解吸气全部返回到煤气管网,因此,从表面上讲,氢气回收率似乎并不重要,但氢气回收率低,则会增加原料气量,不仅仅会增加压缩功耗,同时也增大了装置对杂质组分的处理量,导致装置运行费用增大,氢气成本增高。因此,努力提高氢气回收率是降低氢气成本,提高经济效益的有效手段。
该裝置推荐采用目前最先进的两段法吸附技术是提高氢气回收率的最佳方案。将PSA二段制氢的逆放废气回收作为本装罝的升压气;将PSA二段制氢的解吸气用于PSA一段脱碳的冲洗气;将一段 PSA脱碳的逆放气和抽空解吸气作为除油器和TSA系统的冷吹气和再生气使用,最后全部返回解吸气管网。
从投资角度讲,该装置由于釆用了两段法吸附技术,使主装置总投资由4200万元降低到3000万元。
1.2.5脱氧系统无需干燥设备。
在国内已经运行的PSA制氢装置中,凡是对产品氢中O2含量有要求者,几乎无一例外,均设计了一套钯催化剂+等压干燥系统,其原因是O2和H2的分离系数较小,仅仅通过PSA很难达到产品氢气 对微量杂质O2含量的严格要求(一般均要求体积分数小于1×10-5)。
在预留的脱氧系统中,取消了干燥系统。主要是因为如果产品气中要求H2O体积分数绛≤6×10-5,则脱氧系统放在PSA-H2二段后面,不需要干燥系统;如果产品气中要求H2O体积分数绛≤1×10-5,则脱氧系统放在PSA–C/R和PSA-H2二段之间,同样不需要干燥系统。
2、不足之处及整改措施。
2.1在对冷凝系统及除油器进行蒸汽再生时,其蒸汽导淋插入高低位水池(系统伴热导淋和脱氧器导淋也排入池内),系统再生废热直接进入水池,致使池内废油液位被不断加热至局部沸腾。池内含大量的苯,苯被挥发出去(苯、萘沸点约为80℃)而导致周围环境受到污染。
2.2制冷机组冰机制冷量不够。从目前冬季运行情况来看,环境温度较低,而且生产处于半负荷状态,暂时可以满足生产,复季高负荷生产时可能达不到预期的制冷效果。
3本装置的运行情况。
该装置自运行至今,在试生产过程中,工艺、设备、仪表、电气等方然也出现了不少问题,但整个运行情况是稳定的,没出现大的缺陷,取得了不错的环境效益和经济效益。
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