[发明专利]用于浮法玻璃制造中的制氢工艺及系统

权利要求书

1.一种用于浮法玻璃制造中的制氢工艺，所制备的氢气用作玻璃制造中的保护气体，所述工艺包括下列步骤：

脱硫：将原料天然气进行脱硫处理；

转化：将脱硫处理后的天然气按照预定水碳比与水蒸汽混合预热后导入转化系统中，在转化催化剂的作用下，进行转化反应，生成主含氢气的转化气；

变换：将所述转化气进入变换塔中，在变换催化剂的作用下，转化气中的一氧化碳与水蒸汽进行变换反应，获得变换气；

纯化：变换气经过冷却、分水后的，导入变压吸附装置中进行变压吸附，所述变压吸附装置包括6个变压吸附床，变压吸附过程为：吸附-——逐级降压解吸——逐级升压——吸附，如此反复循环，连续获得纯度99.999%以上氢气且使吸附床再生循环使用。

2.如权利要求1所述的用于浮法玻璃制造中的制氢工艺，其特征在于，所述降压解吸分为四个步骤：均压、顺放、逆放、冲洗；所述逐级升压分为两个步骤：均压升、最终充压，其中吸附过程的压力为1.6-1.8MPa，降压解析过程不设真空泵，压力降至接近常压。

3.如权利要求1所述的用于浮法玻璃制造中的制氢工艺，其特征在于，所述脱硫步骤包括下列分步骤：将原料天然气有机硫通过加氢反应转化为无机硫；再用氧化锌进行脱硫精制，经过精制后的天然气中硫含量在0.2PPm以下。

4.如权利要求1所述的用于浮法玻璃制造中的制氢工艺，其特征在于，所述转化系统包括一转化炉，所述转化炉包括对流段和辐射段，所述转化步骤包括下列分步骤：脱硫处理后的天然气先在转化炉的对流段中预热，再进入转化炉的辐射段进行转化反应，所述转化气包括氢气、甲烷、一氧化碳、二氧化碳和水蒸汽，所述水碳比为2.8-3.5mol/ mol，压力为1.8-2.2mpa，温度为790-860℃，所述转化系统所需的燃料气包括原料天然气。

5.如权利要求1所述的用于浮法玻璃制造中的制氢工艺，其特征在于，所述变换为一段中温变换，变换温度范围为330-360℃，经过冷却、分水后的中变气，进入变压吸附装置，吸附除去氢气以外的杂质，使气体净化，杂质吸附饱和了的吸附床再进行减压、吹扫，使吸附剂再生，再充压吸附，杂质解吸后送至转化系统中作为燃料气，上述吸附过程是在一套程序控制系统指挥下自动周而复始地进行，净化后的氢气纯度为99.999%以上，然后出变压吸附装置。

6.如权利要求1所述的用于浮法玻璃制造中的制氢工艺，其特征在于，纯化后获得的氢气进入氢气储罐系统，所述氢气储罐系统容积为600m³以上，所述氢气储罐系统中储存的氢气部分回输到脱硫步骤中作为脱硫反应原料气。

7.如权利要求1所述的用于浮法玻璃制造中的制氢工艺，其特征在于，所述天然气在进料前通过气体压缩机，所述天然气在压缩机后通过并联设置的两台套设备同时进行制氢工艺或在线倒换单台套运行制氢工艺，所述两台套设备包括脱硫系统、转化系统、变换塔，在制氢工艺运行中错开脱硫系统，转化系统、变换塔等更换催化剂的时间，在变压吸附装置中设置6个吸附床交替切换操作，当其中一个吸附床及其程控阀发生故障时，自动切换成5床或4床的操作模式。

8.一种用于浮法玻璃制造中的制氢系统，所制备的氢气用作玻璃制造中的保护气体，其特征在于，包括依次连接的脱硫系统、转化系统、变换塔、变压吸附装置；所述脱硫系统用于将原料天然气进行脱硫处理；所述转化系统中具有转化催化剂，所述转化系统用于接收来自于脱硫系统的天然气并使其与水蒸汽混合预热后在转化催化剂的作用下，进行转化反应，生成主要含氢气的转化气；所述变换塔中具有变换催化剂，所述变换塔用于接收来自于转化系统的转化气并使转化气中的一氧化碳与水蒸汽发生变换反应，获得变换气；所述变压吸附装置包括6个变压吸附床。

9.如权利要求8所述的用于浮法玻璃制造中的制氢系统，其特征在于，所述转化系统包括转化炉，所述转化炉包括用于预热的对流段和用于进行转化反应的辐射段，所述转化炉顶部设有一个用于提供转化反应所需热量的气体燃料烧嘴，所述系统还包括一个用于与生成后的转化气进行热交换的蒸汽发生器，所述转化炉中的压力为1.8-2.2Mpa，温度为790-860℃，所述转化系统所需的燃料气包括原料天然气，所述变压吸附装置与所述转化系统连接，用于将解吸的杂质气体送至转化系统中作为燃料气。

10.如权利要求8所述的用于浮法玻璃制造中的制氢系统，其特征在于，所述系统还包括一个与所述变压吸附装置连接用于储存纯化后获得的氢气的氢气储罐系统，所述氢气储罐系统容积在600m³以上，能满足紧急状态下，维持24小时的氢气供应，所述氢气储罐系统与脱硫系统连接，用于将储存的氢气部分回输到脱硫系统中作为脱硫反应原料气。