[发明专利]加氢站输送氢气的系统和方法

权利要求书

1.一种加氢站输送氢气的系统，其特征在于：包括焦炉煤气脱焦油塔（1），所述焦炉煤气脱焦油塔（1）进口通入焦炉煤气、其出口连接焦炉煤气脱硫塔（2）进口，所述焦炉煤气脱硫塔（2）出口连接焦炉煤气脱苯塔（3）进口，所述焦炉煤气脱苯塔（3）出口通过焦炉煤气压缩机（4）连接焦炉煤气缓冲罐（5）进口，所述焦炉煤气缓冲罐（5）出口通过气动调节阀Ⅰ（7）连接燃气混合装置（6）的焦炉煤气入口（28），所述燃气混合装置（6）的天然气入口（30）通过气动调节阀Ⅱ（9）连接天然气缓冲罐（8）出口，所述天然气缓冲罐（8）进口通入天然气；所述气动调节阀Ⅰ（7）和气动调节阀Ⅱ（9）均与DCS控制系统（10）联锁，所述燃气混合装置（6）出口连接有混合气组份在线分析装置（11）；

所述燃气混合装置（6）的混合气出口连接混合气缓冲罐（12）进口，所述混合气缓冲罐（12）出口并接进气阀Ⅰ（13）和进气阀Ⅱ（20），所述进气阀Ⅰ（13）连接变压吸附塔Ⅰ（14）底部进口，所述变压吸附塔Ⅰ（14）顶部出口连接氢气出气阀Ⅰ（15）；所述进气阀Ⅱ（20）连接变压吸附塔Ⅱ（17）底部进口，所述变压吸附塔Ⅱ（17）顶部出口连接氢气出气阀Ⅱ（21）；所述变压吸附塔Ⅰ（14）底部进口连接排气阀Ⅰ（22），所述变压吸附塔Ⅱ（17）底部进口连接排气阀Ⅱ（23），所述排气阀Ⅰ（22）和排气阀Ⅱ（23）之间连接下均压阀（19）；所述变压吸附塔Ⅰ（14）顶部出口和变压吸附塔Ⅱ（17）顶部出口之间连接上均压阀（18）；所述氢气出气阀Ⅰ（15）和氢气出气阀Ⅱ（21）并接于超精脱硫塔（16）进口，所述超精脱硫塔（16）出口通过氢气压缩机（24）连接氢气储罐（25）。

2.根据权利要求1所述的加氢站输送氢气的系统，其特征在于：所述燃气混合装置（6）包括壳体（33），所述壳体（33）内设有转轴（26），所述转轴（26）上安装有叶轮（27），所述壳体（33）两侧分别设有焦炉煤气入口（28）和天然气入口（30），所述焦炉煤气入口（28）内端连接焦炉煤气分布器（29），所述天然气入口（30）内端连接天然气分布器（31），所述转轴（26）顶端安装气体二次分布器（32）。

3.根据权利要求2所述的加氢站输送氢气的系统，其特征在于：所述焦炉煤气分布器（29）上的焦炉煤气出口倾斜分布于其表面，所述天热气分布器（31）上的天然气出口倾斜分布于其表面。

4.一种加氢站输送氢气的方法，其特征在于：焦炉煤气依次经过焦炉煤气脱焦油塔（1）、焦炉煤气脱硫塔（2）、焦炉煤气脱苯塔（3）进行脱除焦炉煤气中的焦油、含硫化合物和苯，净化后的焦炉煤气经过焦炉煤气压缩机（4）压缩至2.0MPa后进入焦炉煤气缓冲罐（5），焦炉煤气在焦炉煤气缓冲罐（5）内稳压平衡后进入燃气混合装置（6），燃气混合装置（6）的焦炉煤气入口侧设有气动调节阀Ⅰ（7），用于调节焦炉煤气的体积流量；管道天然气经调压2.0MPa后进入天然气缓冲罐（8），天然气在天然气缓冲罐（8）内稳压平衡后进入燃气混合装置（6），燃气混合装置（6）的天然气入口侧设有气动调节阀Ⅱ（9），用于调节天然气的体积流量；调节焦炉煤气和天然气的气动调节阀Ⅰ（7）和气动调节阀Ⅱ（9）与DCS控制系统（10）联锁，燃气混合装置（6）出口设有混合气组份在线分析装置（11），用于分析混合燃气的氢气含量，当氢气含量超过20%时，DCS控制系统通过气动调节阀Ⅱ（9）增大天然气流量、气动调节阀Ⅰ（7）通过减小焦炉煤气流量；当氢气含量低于15%时，DCS控制系统通过气动调节阀Ⅰ（7）减小天然气流量、气动调节阀Ⅱ（9）增大焦炉煤气流量，使混合燃气中氢气含量保持在15~20%之间，含有氢气混合燃气经过混合气缓冲罐（12）后进入天然气管道，并通过天然气管道输送至加氢站；

混合燃气经进气阀（13）进入变压吸附塔Ⅰ（14），吸附塔内压力升高，混合气中的甲烷、氮气气体分子被吸附剂吸附，未吸附的氢气穿过吸附床层，经氢气出气阀Ⅰ（15）进入超精脱硫塔（16）；变压吸附塔Ⅰ（14）吸附结束后，进气阀（13）和氢气出气阀Ⅰ（15）关闭；在变压吸附塔Ⅰ（14）进行吸附的同时，变压吸附塔Ⅱ（17）内被吸附的甲烷、氮气气体开始解吸，解吸后的气体经排气阀Ⅱ（23）进入甲烷回收系统；变压吸附塔Ⅱ（17）解吸结束后，变压吸附塔Ⅰ（14）和变压吸附塔Ⅱ（17）通过上均压阀（18）和下均压阀（19）连通，两塔压力达到平衡后，上、下均压阀关闭；变压吸附塔Ⅰ（14）内被吸附的甲烷、氮气气体开始解吸，解吸后的气体经排气阀Ⅰ（22）进入甲烷回收系统，变压吸附塔Ⅰ（14）进行解吸的同时，混合燃气通过进气阀Ⅱ（20）进入变压吸附塔Ⅱ（17），混合气中的甲烷、氮气气体分子被吸附剂吸附，未吸附的氢气穿过吸附床层，经氢气出气阀Ⅱ（21）进入超精脱硫塔（16）；

混合燃气按上述过程在变压吸附塔Ⅰ（14）和变压吸附塔Ⅱ（17）内依次进行循环吸附、解吸；

超精脱硫后的氢气中硫含量低于10ppb，经氢气压缩机（24）加压后，进入氢气储罐（25），供加氢站运行使用。