[实用新型]一种荒煤气制氢变换的系统

说明书

本公开涉及一种荒煤气制氢变换的系统，该系统包括沿物料流向依次连接的一段变换炉3和二段变换炉6；一段变换炉3的进料管线上依次设置有第一自调阀组和第一增湿器5，一段变换炉3的出料管线上设置有第一CO分析仪13；第一CO分析仪13与第一自调阀组之间具有仪控连接；二段变换炉6的进料管线上依次设置有第二自调阀组和第二增湿器8，二段变换炉6的出料管线上设置有第二CO分析仪19；第二CO分析仪19与第二自调阀组之间具有仪控连接。本公开采用两段变换反应分别注水并精确控制注水量的方式，避免了原料中一氧化碳含量波动造成的一段温升大的问题，提高了催化剂的使用率和使用寿命，减少了催化剂的返硫化现象及副反应的发生。

技术领域

本实用新型属于荒煤气制氢技术领域，具体地，涉及一种荒煤气制氢变换的系统。

背景技术

焦炭作为重要的能源材料被广泛的应用在金属冶炼、铸造和气化等方面。在焦炭制造过程中会产生一定的荒煤气，其温度通常为常温，压力为微正压中，主要成分为氢气、一氧化碳、氮气、二氧化碳、甲烷和其它组分(比如氧气)组成的气体，特别是有效组分一氧化碳和氢气含量分别为20％-27％和13％-17％。在荒煤气制氢过程，通常采用变压吸附技术进行氢提纯，而变压吸附提纯氢的操作压力一般为0.5MPa-0.6MPa。因此作为制氢必不可少的变换系统一般为低压变换。由于变换系统中主要化学反应为：CO+H₂O＝CO₂+H₂，因此水和一氧化碳比是一个重要的技术经济指标。

现有荒煤气低压变换水汽比主要是通过在一段变换炉进口增湿器中注入水或者蒸汽量(一段注水)来控制，这种控制方式存在以下缺点：1.当原料中一氧化碳含量波动时，一段温升变化较大；2.二段催化剂发挥作用较小；3.耐硫变换催化剂易发生返硫化现象；4.第二段转换过程易发生副反应。

实用新型内容

本公开的目的是提供一种荒煤气制氢变换的系统，该系统能够提高催化剂的催化效率，避免由于原料气中一氧化碳含量波动引起的温升变化，并降低催化剂的返硫化风险。

为了实现上述目的，本公开提供一种荒煤气制氢变换的系统，该系统包括沿物料流向依次连接的一段变换炉和二段变换炉；

所述一段变换炉的进料管线上依次设置有第一自调阀组和第一增湿器，所述一段变换炉的出料管线上设置有第一CO分析仪；所述第一CO分析仪与所述第一自调阀组之间具有仪控连接；

所述二段变换炉的进料管线上依次设置有第二自调阀组和第二增湿器，所述二段变换炉的出料管线上设置有第二CO分析仪；所述第二CO分析仪与所述第二自调阀组之间具有仪控连接。

可选地，所述第一CO分析仪和第二CO分析仪各自独立地为在线红外分析仪。

可选地，所述第一自调阀组包括沿物料流向依次连接的第一切断阀、第一流量调节阀和第二切断阀；所述第一切断阀的入口用于与蒸汽原料入口连通，所述第二切断阀的出口用于与所述第一增湿器的入口连通；所述第一流量调节阀为电动阀和气动阀中的任意一种。

可选地，所述第一自调阀组还包括第一旁路阀；所述第一旁路阀的入口用于与蒸汽原料入口连通，所述第一旁路阀的出口用于与所述第一增湿器的入口连通；所述第一旁路阀为截止阀和闸阀中的任意一种。

可选地，所述第一CO分析仪的出口与所述第一流量调节阀之间具有仪控连接。

可选地，所述第二自调阀组包括沿物料流向依次连接的第三切断阀、第二流量调节阀和第四切断阀；所述第三切断阀的入口用于与所述蒸汽原料入口连通，所述第四切断阀的出口用于与所述第二增湿器的入口连通；所述第二流量调节阀为电动阀和气动阀中的任意一种。

可选地，所述第一自调阀组还包括第二旁路阀；所述第二旁路阀的入口用于与所述蒸汽原料入口连通，所述第二旁路阀的出口用于与所述第二增湿器的入口连通；所述第二旁路阀为截止阀和闸阀中的任意一种。