天然气蒸汽转化制氢装置节能降耗技术改造

张晨旭

摘要：随着社会经济的不断发展，人们越来越重视天然气蒸汽转化制氢工艺。在该工艺之中，对于节能降耗技术的改造尤为重要。基于此，本篇文章主要对天然气转化制氢装置节能降耗技术改造进行深入分析和探讨。

关键词：天然气蒸汽;转化制氢装置;节能降耗技术

前言

在我国，对于天然气蒸汽转化制氢这一工艺而言，已经非常成熟，而且大部分的国外企业，在制氢的过程中，也会采用此装置。对比煤制氢，天然气制氢，不但具备投资少和能耗低的优势，还不会带来很大的环境污染，且整体的二氧化碳排放量也非常少。为了使装置的经济效益进一步提高上来，必须要改造节能降耗方面的技术，更大程度的满足社会发展需要。本文以冷凝液利用和提高脱盐水站收率以及PSA-H2尾气二氧化碳提纯利用这三个方面为切入点，开展节能降耗技术的深入改造，使装置的整体经济效益得到了根本性的提升。

1、工艺冷凝液回收

1.1现状分析

从实际的生产要求出发，若整个装置的负荷，达到了最大的限度，那么剩余的水蒸气总量，大约可以达到8t/h，而且对于该部分的水蒸气而言，可以基于转化器的冷却，进一步实现冷凝。在进行压力调整的过程中，将大量的二氧化碳溶解了进来，与此同时，整个工艺内部的冷凝液，表现出来的状态，也为酸性，进而会腐蚀到设备，因此，无法将其作为原水，进行直接的应用，也正式由于这一因素，才导致大量的冷凝水，必须要直接排入到外界，导致大量的水资源被浪费。若调整工艺的冷凝液PH值，到5左右，而且实际的电导率，达到10-20左右，那么这两者存在的问题，就是比例严重超标，以这一问题为出发点，需要对PH值过高的问题进行解决，只有如此，才能满足实际需要。

1.2改进措施

第一点，将一条管线铺设进来，主要作用，就是引出冷凝液，通过对专用管线的铺设，使冷凝液全部印出来;第二点，将一台气液分离器增设进来，通过该设备的添加，可以充分排出冷凝液气体，以冷凝气体的实际数量和具体特征为依据，对匹配型号进行合理选择;第三点，就是将一台解吸塔设置进来，通过吸收塔的设置，使二氧化碳和融合二氧化碳的炮和蒸汽压传质全面实现，对酸性气体二氧化碳进行全面脱除，最终实现调整电导率，提高PH值由以往的5到7，进而使冷凝液在处理之后，可以根本性的达到脱盐水的要求和标准，最终获取到成品。在整个过程中，还要将可燃气体的控制工作做好，通过企业分离器的设置，分离可燃气体，确保在反应过程中，避免进入大量的可燃气体。在设计解吸塔的过程中，还要将除沫器兼顾好，通过除沫器的应用，可以根本性杜绝气流外溢，使液体的处理环境得到充分净化。将适当的工艺应用进来。实现冷凝处理之后，需要针对不满足指标的液体，开展引流措施，确保其可以进入到二级反渗透膜之中，随后，以制氢装置的脱盐水系统为依据，处理工艺冷凝液，并且对工业冷凝液进行全面回收，使生产效率根本性提升上来，同时，还要将其作为重要的脱盐水，使冷凝液的回收率提升上来，这样就可以避免浪费水资源，使改造效果大幅度提升上来。

1.3改造后节能降耗评价

在改造之前，过剩的水蒸气量为8t/h，实际的软化盐脱盐回收率达到94%，在实施改造之后，整体的回收率可以高达98%以上，而且节约的水资源和电费，合计在一起，可以达到82万元。

2、提高脱盐水收率

2.1现状分析

对于制氢装置而言，在处理脱盐水的过程中，大部分情况下，都会将反渗透的技术原理应用进来，依据反渗透，对大部分的盐分和杂质进行脱除，与此同时，将相应的脱盐水提供给制氢装置。制氢装置将软化水应用进来的过程中，一般情况下，夏季水温都为三十摄氏度，冬季水温为二十摄氏度，但是后来，相关企业，进行了水井调整，导致温度明显降低，这样，进一步降低了脱盐水的水量，导致税收率也进一步减少。

2.2改进措施

针对原有的管线路，开展全面系统的技术改造，将原水预热处理装置增设进来，使原水的问题得以提升，并且通过此种方式，使浓水的排放量进一步降低，进而提升产水量。

2.3应用技术特点

在进行原水预热处理的过程中，需要对副线埋设的问题进行充分的考虑，以原水的温度为依据，将合适的预热处理设备选取进来，并且基于预热器故障背景，不对预热器进行继续应用，进而使使用便捷性得到根本性提升。首先，由于杰志不同，在换热的过程中，会导致实际的温差进一步扩大，因此，应对换热器带来的不良冲击进行尽可能的减少，并且将减温减压的设备，配备到板式换热器的入口位置;其次，就是在使用装置的过程中，很有可能会出现一些副产物，而这些副产物会防空低压蒸汽，因此，必须要第一时间进行调控;最后，就是将远传温度报警装置设置了进来，可以以具体的现实要求为依据，进行随时随地的调节。

2.4效益评价

在全面改造完成之后，发现，基于原水温度的进一步提升，相应的渗透液流量增加态势非常明显，此时的产税收率得到了根本性的提升，同时，也有效的控制了水资源浪费的问题。

3、PSA-H2尾气二氧化碳提纯改造

3.1现状分析

对于天然气制氢装置而言，其尾气含有的二氧化碳可以达到百分之三十，那么对于原设计的尾气部分而言，将燃料气直接进入燃烧系统这一处理方式采用的进来，其中，对于二氧化碳而言，其具备不可燃性，所以，若进行直接排走，会直接降低整体的内能，导致严重的浪费。

3.2改进措施

以实际的生产需求为依据，将PSA-H2尾气处理设备添加进来，对于该设备而言，其可以使二氧化碳的转变全面实现，并且可以根本性满足精脱气效果，尤其是整体的一氧化碳含量较低的背景下，也可以充分实现转化，进而保证热量避免流失。

3.3改造后效益评价

在全面改造之后，以年为计量单位，整体的二氧化碳产值可以达到340万元，经济效益明显大幅度增加。通过空气降低工艺冷凝液处理技术的应用，可以使二氧化碳的分压处理全面实现，同时，还可以将冷凝液中的二氧化碳及时的脱除掉，为制氢装置实现综合的循环利用奠定坚实的基础。通过对原水温度的提升，可以使反渗透膜的综合渗透率得到根本性的保证，这样，就可以使浓水的排放量进一步降低，不仅如此，提升回用率，也可以是水资源的浪费得以降低，提升综合掺水收率。而将PSA-H2尾气处理设备应用进来，可以使二氧化碳高效提纯目标进一步实现，这样，就可以避免二氧化碳排放，导致大量的热量被带走，根本性提高内部转化率，满足生产要求。根据相应的效益评价，可以发现，对于第一项改造措施而言，可以增加82万的经济效益，第二项目改造增加了24万的经济效益，第三项改造措施，增加的经济效益最高，达到了340万，合计为446万元，由此可见，通过这一些列的改造措施，可以根本性提高经济效益，值得广泛推广并应用。

4、结束语

总而言之，对于天然气制氢企业而言，通过对循环经济的大力发展，将清洁生产技术大幅度应用进来，应用节能技术改造措施，可以达到非常好的效果，根本性提升经济效益。从整体角度来看，我国的天然气蒸汽装置越来越多，种类也越来越多样化，在现实中面临的能源压力也越来越大，为了更好的满足社会需求，实现全面发展，只有改造天然气蒸汽制氢装置，才能根本性达成节能降耗目标，使生产成本大幅度降低，获取更大的经济效益。

参考文献

[1]蒋超.天然气蒸汽转化制氢装置水碳比控制及联锁设计优化探讨[J].大氮肥，2021，44（01）：1-7+16.

[2]马延彪，潘華东.天然气一段蒸汽转化制氢装置Z118-4Y/5Y转化催化剂升温还原总结[J].化工设计通讯，2015，41（04）：25-28.

[3]王伟众，李瑞峰，王刚，李建忠，王亚静，李响.粉末X射线衍射法鉴定天然气绝热转化制氢催化剂中晶体化合物[J].现代仪器，2010，16（06）：32-34.

[4]雍永祜，李国琨，杨茗.天然气添加CO_2一段蒸汽转化制甲醇合成气中CO_2配入量及转化气组成的计算[J].天然气化工，2005（03）：68-72.