本發(fā)明涉及氫氣回收領(lǐng)域，具體為利用煤化工荒煤氣進(jìn)行高效氫氣回收的方法。

背景技術(shù)：

1、目前，利用煤化工荒煤氣進(jìn)行高效氫氣回收的方法通常是采用變壓吸附(psa)技術(shù)。psa技術(shù)通過(guò)在不同壓力下吸附和解吸特定氣體成分，從荒煤氣中分離出高純度的氫氣。具體操作過(guò)程中，荒煤氣首先進(jìn)入吸附塔，塔內(nèi)裝有具有選擇性吸附能力的吸附劑。在高壓下，吸附劑優(yōu)先吸附荒煤氣中的雜質(zhì)氣體(如二氧化碳、甲烷等)，而氫氣則未被吸附，成為產(chǎn)品氣排出。當(dāng)吸附劑達(dá)到飽和狀態(tài)后，通過(guò)降低壓力進(jìn)行解吸，再生吸附劑，以便繼續(xù)進(jìn)行下一輪吸附過(guò)程。然而，這種方法也存在一些挑戰(zhàn)，如吸附劑的選擇和再生過(guò)程的效率問(wèn)題。此外，psa系統(tǒng)在處理大規(guī)模荒煤氣時(shí)，需要精細(xì)的控制和維護(hù)，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和氫氣回收的高效性。因此，設(shè)計(jì)一種提高經(jīng)濟(jì)效益和可持續(xù)性的利用煤化工荒煤氣進(jìn)行高效氫氣回收的方法是很有必要的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、(一)解決的技術(shù)問(wèn)題

2、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了利用煤化工荒煤氣進(jìn)行高效氫氣回收的方法，具備提高經(jīng)濟(jì)效益和可持續(xù)性的優(yōu)點(diǎn)，解決了上述背景技術(shù)中的問(wèn)題。

3、(二)技術(shù)方案

4、為實(shí)現(xiàn)上述提高經(jīng)濟(jì)效益和可持續(xù)性的目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：利用煤化工荒煤氣進(jìn)行高效氫氣回收的方法，包括以下步驟：

5、s1：荒煤氣進(jìn)行預(yù)處理，去除荒煤氣中的硫化物、顆粒物和焦油；

6、s2：利用化學(xué)吸收去除煤氣中的二氧化碳，冷凝技術(shù)去除水分；

7、s3：通過(guò)變壓吸附技術(shù)，在不同壓力條件下分離出高純度的氫氣，psa技術(shù)利用活性炭，選擇性地吸附荒煤氣中的雜質(zhì)，使氫氣在脫附過(guò)程中被回收，利用選擇性滲透膜，通過(guò)膜對(duì)不同氣體的滲透速率差異分離氫氣；

8、s4：將回收的高純度氫氣進(jìn)行壓縮，利用高壓儲(chǔ)罐儲(chǔ)存氫氣。

9、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述s1進(jìn)一步包括使用吸收液通過(guò)噴淋或吸收塔與荒煤氣接觸，吸收氣體中的硫化物，利用固體吸附劑在固定床反應(yīng)器中吸附硫化物，通過(guò)靜電場(chǎng)使荒煤氣中的顆粒物帶電并沉積在集塵板上，用于處理大流量的荒煤氣，利用布袋過(guò)濾荒煤氣中的顆粒物，用于捕集小的顆粒物，通過(guò)旋轉(zhuǎn)氣流使顆粒物在離心力作用下分離出來(lái)，用于去除大的顆粒物，將荒煤氣冷卻至低溫，使焦油和水蒸氣冷凝分離出來(lái)，在噴淋塔內(nèi)用冷卻液噴淋荒煤氣，使焦油溶解或冷凝并被帶出，利用活性炭和硅膠吸附焦油。

10、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述s2進(jìn)一步包括安裝吸收塔，填充填料，根據(jù)需要配置吸收劑溶液，并儲(chǔ)存在吸收劑儲(chǔ)罐中，將煤氣通入吸收塔底部，通過(guò)氣體分布裝置均勻分布，吸收劑溶液從塔頂噴淋，逆流與上升的煤氣接觸，吸收二氧化碳，二氧化碳與吸收劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成碳酸鹽或碳酸氫鹽，吸收了二氧化碳的吸收液從塔底排出，送往再生塔進(jìn)行再生，再生塔為蒸餾塔，通過(guò)加熱使吸收液中的二氧化碳釋放出來(lái)，再生后的吸收劑返回吸收塔循環(huán)使用，釋放出來(lái)的高純度二氧化碳可進(jìn)一步壓縮和儲(chǔ)存；采用冷水、乙二醇溶液，通過(guò)換熱器預(yù)冷煤氣，降低其溫度，將預(yù)冷后的煤氣通入冷凝器，使其溫度進(jìn)一步降低至露點(diǎn)以下，水蒸氣凝結(jié)成液態(tài)水，冷凝的水分通過(guò)冷凝器底部的排水管排出，收集在集水罐中，通過(guò)氣液分離裝置進(jìn)一步分離冷凝后的水分和氣體，收集的冷凝水根據(jù)需要進(jìn)行處理后排放。

11、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述s3進(jìn)一步包括使用多個(gè)吸附塔，將荒煤氣預(yù)處理，通過(guò)壓縮機(jī)將荒煤氣加壓至psa系統(tǒng)所需的操作壓力，將加壓的荒煤氣通入吸附塔，吸附劑在高壓下選擇性吸附雜質(zhì)，使氫氣在吸附塔中富集，從吸附塔頂部收集富含氫氣的氣體，降低吸附塔的壓力，使吸附劑釋放出吸附的雜質(zhì)氣體，通過(guò)吹掃氣體或真空抽吸進(jìn)一步清除吸附劑中的殘留雜質(zhì)，恢復(fù)吸附劑的吸附能力，各吸附塔交替進(jìn)行吸附和脫附過(guò)程，實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)高純度氫氣，選擇滲透膜材料，膜組件采用中空纖維膜、平板膜或螺旋纏繞膜模塊，優(yōu)化氣體流動(dòng)路徑和滲透效率，確保進(jìn)入膜系統(tǒng)的氣體已經(jīng)過(guò)初步凈化，去除顆粒物和液體雜質(zhì)，通過(guò)壓縮機(jī)將氣體加壓至膜系統(tǒng)的操作壓力，將加壓的氣體通入膜組件，氫氣由于分子體積小，滲透速率較高，通過(guò)膜滲透到低壓側(cè)，雜質(zhì)氣體滯留在高壓側(cè)，從膜組件的低壓側(cè)收集高純度氫氣，滯留在高壓側(cè)的雜質(zhì)氣體用作燃料氣或排放前處理。

12、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述s4進(jìn)一步包括選擇復(fù)式壓縮機(jī)，壓縮機(jī)的材料應(yīng)耐氫腐蝕，并具有良好的密封性能，采用多級(jí)壓縮，每級(jí)壓縮后進(jìn)行中間冷卻以降低氣體溫度，在各級(jí)壓縮之間設(shè)置中間冷卻器，通過(guò)冷卻水或其他冷卻介質(zhì)降低氣體溫度，減少壓縮機(jī)的負(fù)荷，采用自動(dòng)控制系統(tǒng)精確控制各級(jí)壓縮壓力，實(shí)時(shí)監(jiān)控壓縮過(guò)程中各級(jí)的氣體溫度，儲(chǔ)罐應(yīng)布置在通風(fēng)良好、防火防爆的區(qū)域，并遠(yuǎn)離明火和熱源，通過(guò)高壓管路和閥門系統(tǒng)，將壓縮后的氫氣充入儲(chǔ)罐，充裝設(shè)備應(yīng)具備壓力調(diào)節(jié)和安全保護(hù)功能，實(shí)時(shí)監(jiān)控充裝過(guò)程中的壓力和溫度，充裝速度應(yīng)控制，防止過(guò)快充裝導(dǎo)致溫度急劇上升，儲(chǔ)罐應(yīng)配備壓力表和安全閥，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)儲(chǔ)罐內(nèi)部壓力，定期檢查儲(chǔ)罐及管路系統(tǒng)的密封性，采用氫氣泄漏檢測(cè)儀進(jìn)行檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理泄漏，利用高壓管道將氫氣從儲(chǔ)罐輸送到使用點(diǎn)或其他儲(chǔ)存設(shè)施，管道采用耐氫腐蝕材料，并具備良好的密封性能，在使用點(diǎn)設(shè)置減壓裝置，將高壓氫氣減壓至所需的使用壓力，減壓裝置應(yīng)具備壓力調(diào)節(jié)和安全保護(hù)功能。

13、(三)有益效果

14、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供利用煤化工荒煤氣進(jìn)行高效氫氣回收的方法，具備以下有益效果：

15、該利用煤化工荒煤氣進(jìn)行高效氫氣回收的方法，通過(guò)變壓吸附技術(shù)，在不同壓力條件下分離出高純度的氫氣，psa技術(shù)利用活性炭，選擇性地吸附荒煤氣中的雜質(zhì)，使氫氣在脫附過(guò)程中被回收，利用選擇性滲透膜，通過(guò)膜對(duì)不同氣體的滲透速率差異分離氫氣，能夠?qū)γ夯せ拿簹庵袣錃膺M(jìn)行高效回收，提高經(jīng)濟(jì)效益和可持續(xù)性。

技術(shù)特征：

1.利用煤化工荒煤氣進(jìn)行高效氫氣回收的方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用煤化工荒煤氣進(jìn)行高效氫氣回收的方法，其特征在于，所述s1進(jìn)一步包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用煤化工荒煤氣進(jìn)行高效氫氣回收的方法，其特征在于，所述s2進(jìn)一步包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用煤化工荒煤氣進(jìn)行高效氫氣回收的方法，其特征在于，所述s3進(jìn)一步包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用煤化工荒煤氣進(jìn)行高效氫氣回收的方法，其特征在于，所述s4進(jìn)一步包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及氫氣回收領(lǐng)域，且公開了利用煤化工荒煤氣進(jìn)行高效氫氣回收的方法，包括荒煤氣進(jìn)行預(yù)處理，去除荒煤氣中的硫化物、顆粒物和焦油；利用化學(xué)吸收去除煤氣中的二氧化碳，冷凝技術(shù)去除水分；通過(guò)變壓吸附技術(shù)，在不同壓力條件下分離出高純度的氫氣，PSA技術(shù)利用活性炭，選擇性地吸附荒煤氣中的雜質(zhì)，使氫氣在脫附過(guò)程中被回收，利用選擇性滲透膜，通過(guò)膜對(duì)不同氣體的滲透速率差異分離氫氣；將回收的高純度氫氣進(jìn)行壓縮，利用高壓儲(chǔ)罐儲(chǔ)存氫氣，本發(fā)明具備提高經(jīng)濟(jì)效益和可持續(xù)性的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：黃亞松,吳愛(ài)明,賽慶新,蘭嵐,陳華
受保護(hù)的技術(shù)使用者：甘肅智義氫能科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19