关鑫 乔建彪
神木富油能源科技有限责任公司 陕西省榆林市神木市 719319
摘要：我国的现代化社会建设中，氢气制作受到了人们广泛关注，针对制氢工艺要以制取精度、制取纯度较高的方法为主要的研究方向，焦炉煤气制氢工艺的应用逐渐实现了这一目标。本文对焦炉煤气制氢的特点进行了探讨，分析了焦炉煤气制氢工艺存在的问题及应对方案。
关键词：焦炉；煤气；制氢；工艺；问题
前言：制取氢气的方法中，焦炉煤气制氢工艺具有较强的应用性和可行性，在规定的时间内达到生产目标，提高氢气制作的质量。合理运用焦炉煤气制氢工艺，将工艺制氢的优势充分发挥出来，是焦炉煤气制氢工艺研究中的重点课题。
一、焦炉煤气制氢的特点
焦炉煤制氢有着自动化程度高、制氢纯度高、能耗低的特点，焦炉煤气制氢工艺中应用到的装置最初是由热吸附净化空气装置升级和发展而来的，该装置利用变压吸附方式以及变温吸附的方式，能够在相同的吸附时间内提高空气净化度，保证高纯度的氢气制作，有着自动化的优势特点。焦炉煤气制氢装置的介质气体燃点低，通过计算机应用控制阀门，对各项参数进行合理地设置和调节，以免发生爆炸问题。该装置有低能耗的优势，制作氢气之后解析气体，实现了重复利用，体现了绿色环保的优势特点。若是发现了装置中存在气体泄漏的问题，其中安装的警报装置能够立即发出警报，由中控计算机对系统状态进行细致、全面的检测，加强对产品质量的控制，合理调整参数的数值，避免发生故障问题。焦炉煤气制氢工艺是由制氢系统、变温系统以及氢气精制系统三个部分构成，在具体的制氢过程中，由于焦煤质量不同，因此焦化的过程与最终效果也存在差异性，要尽可能选择优质质量的焦煤，保证氢气的制作纯度。通过吸附工艺中的变压吸附，将定量杂质吸附后进行降压作业，结合顺向、逆向降压，回收塔内氢气。将吸附杂质冲洗干净，做好冲压准备，利用预处理器在变温吸附工艺应用过程中，对塔进行吸附，逆向放压，增加温度，温度冷却后压力增加，脱氧干燥工艺应用，是利用催化反应将适量的催化剂加入吸附杂质[1]。
二、焦炉煤气制氢工艺存在的问题及应对方案
（一）冬季脱萘器再生难度高
冬季的脱萘器再生过程中由于温度较低，蒸汽热吹处理后容易发生结冰的现象，冷凝液被带入到缓冲罐内部，最终会使煤气压缩机的应用状态被弱化，导致整个设备在运行过程中受到的阻力增加。对于吸附压力也带来了负面影响。针对这一问题，在氮气的加热处理环节要进行优化设计，完成了氮气加热处理之后要用热氮气非间断进行吹扫，促进冬季脱萘器的再生，加快冬季脱萘器的再生速度。
（二）安全阀起跳
在试车阶段，煤气压缩机的一级排气压力增强是十分常见的一种情况，此时煤气压缩机的出口压力值为0.25-0.29MPa之间，一旦压力值接近0.35MPa，则引起安全阀起跳的现象和问题，之所以会出现安全阀起跳，主要是受到二级进气阀泄露等因素的影响而发生的。针对安全阀起跳问题的处理应采取有效的措施，对进气阀进行更细致的处理，可通过及时更换进气阀垫等方式，降低压力值，减少一级安全阀的起跳情况[2]。
（三）脱萘器出口封闭
焦炉煤气制氢工艺应用过程中，会受到气温以及季节变化等因素的影响，例如在冬季白天，气温会远高于晚上，煤气压缩机的进口压力在气温因素的影响下，在冬季夜晚时会随着温度不断降低而发生变化，最后需要更换粗脱萘器。这是因为在再生过程中，蒸汽凝结封闭了粗脱萘器的出口，煤气压缩机进口压力减弱。针对这一粗脱萘器出口封闭问题应采取有效的应对方案，将粗脱萘器的阀门点位置适当的降低，提高防水性能，保证出口顺畅[3]。
（四）再生废气量大
焦炉煤气制氢工艺中应用到脱萘器，实际的应用过程中会形成大量的废气，产生的废气量过多时，和空气混合在一起，在蒸汽的带动作用下自由流动，若是所处环境温度过高，对于与废气相接处的电线、泵体等形成腐蚀作用，增加了漏电事故问题的发生风险，导致安全事故问题。这是因为添加脱萘器填料过程中无序添加导致的，再受到高温蒸汽作用的影响，导致杂质被吸出，很容易被蒸汽水带入污水槽中，杂质散发出的有害气体，随着蒸汽混合到空气中，对于人们的身体健康形成了威胁。对于脱萘器产生的再生废气问题，可以在适当的位置安装冷却器，冷却器能够将蒸汽转换成为液态水，并将液态水引流到污水槽中，以免空气和杂质之间形成直接的接触，避免杂质直接暴露于空气中被蒸汽带动，形成对整体环境的影响。对于冷却器的位置要进行合理的调节，保证冷却器和排污口位置的安排合理，在排污口下方安装冷却器，冷却器发挥出有效的作用，有利于提高冷却器的使用效率[4]。
（五）系统缺陷与改造
为了提高焦炉煤气制氢工艺的应用效果，在短时间内达到提高煤气质量的目标，必须要改造现有的焦炉煤气制氢工艺系统，解决其中系统中存在的缺陷问题，保证压缩机平稳、有序的运行，提高制氢质量，保证氢气制造良好的稳定性。在改造系统期间要以低成本、短时间为改造的原则，尽量减少占地空间，避免过量更换管线、程控阀、设备，最大程度的运用原有设备，提高原有设备的使用效率。选择高性能的吸附剂，严格按照相关的标准要求，以达到提高焦炉煤气制氢工艺应用效果的目标，在预处理系统中将不同类型的程控阀增设其中，对现有的系统程序进行调整，在设置预处理工序的操作压强时按照2.4MPa为最佳，在压缩系统中增加一级加压系统的压力，调整至0.23MPa。利用焦炉煤气高效净化滤洁器，提高去除杂质的工作效率，在焦炉煤气高效净化滤洁器设备中，主要的构成部分就是煤气净化吸附剂、净化滤料支架、筒体、除焦净化滤料、不锈钢波纹净化器以及进气均步器。利用均步器使焦炉煤气进入脱焦净化层，这一过程中，焦炭可以吸附焦油雾，最后利用活性炭和吸附层的作用，吸收焦油雾之后，焦油煤气经处理进入到不锈钢波纹净化器中，分离开开气液和液滴。尽可能的结合焦炉煤气制氢工艺的制氢质量要求，对原有的系统进行改造和优化，避免发生设备浪费问题。要以低成本的系统改造为核心，保证焦炉煤气制氢工艺应用的科学性和合理性，提高系统功能，发挥出焦炉煤气制氢工艺的优势，提高制氢工艺水平[5]。
结论：综上所述，对于制氢生产中应用到的焦炉煤气制氢工艺，目前仍旧存在一些普遍的问题有待改进，为了提高制氢程度，要采取有效的改造方法和有针对性地改进措施，将焦炉煤气制氢工艺的优势充分发挥出来，节约制作氢气的成本。不断提高工艺应用的合理效果，增长企业的生产效益，为强化企业的发展竞争力起到有益的作用。
参考文献：
[1]王亚阁,王丽霞.焦炉煤气制氢工艺现状[J].化工设计通讯,2020,46(08):86+96.
[2]张国富.焦炉煤气制氢技术[J].燃料与化工,2020,51(03):58.
[3]李山虎,舒畅,等.焦炉煤气制氢工艺中程控阀内漏故障的分析[J].冶金动力,2020(03):17-20.
[4]李山虎,杨子壮,等.焦炉煤气制氢系统氢气产量优化分析[J].冶金动力,2019(12):36-38.
[5]王国志.浅谈焦炉煤气制氢工艺存在的问题和应对方案[J].建材与装饰,2018(14):218-219.