氫氣壓縮輸送除水及節(jié)能改造

劉金鑫，裴月中

（沾化明珠化工有限公司，山東 濱州 256800）

氫氣壓縮輸送除水及節(jié)能改造

劉金鑫，裴月中

（沾化明珠化工有限公司，山東 濱州 256800）

介紹了將離子膜燒堿裝置的氫氣處理工藝由洗滌后經(jīng)納氏泵輸送工藝改為增加冷凍水冷凍除水、捕集器捕集，并改為2BE水環(huán)真空泵壓縮輸送工藝。改造后充分利用了富余的冷凍水并解決了氫氣含水量過高的問題，改用水環(huán)泵年可節(jié)電33萬kW·h。

離子膜燒堿；氫氣壓縮；除水；效果及效益

沾化明珠化工有限公司離子膜燒堿裝置于2007年1月投產(chǎn)成功，在氫氣處理工序中采用納氏泵壓縮處理工藝，因后續(xù)項目對氫氣含水要求不高，未上除水裝置。2009年，因園區(qū)合作伙伴齊泉硅業(yè)三氯氫硅生產(chǎn)要求氯化氫含水量低于400×10-6，該公司于2009年對氫氣處理工藝進行了技術(shù)改造。針對納氏泵電耗高對氫氣處理輸送設(shè)備進行了技術(shù)優(yōu)化改造，通過2次技術(shù)改造，降低了氫氣中的含水，提高了生產(chǎn)裝置的整體技術(shù)水平，并取得了較大的經(jīng)濟效益。

1 氫氣處理工藝流程

目前，該公司離子膜燒堿裝置生產(chǎn)的氫氣通過管路輸送至氯氫工段進行處理。工藝流程簡圖見圖1。電解來的濕氫氣（溫度約為75℃，壓力約343 kPa）進入氫氣噴淋冷卻器與循環(huán)水進行逆流噴淋冷卻、洗滌，將氫氣中所含堿霧及蒸汽用冷卻水帶走。氫氣溫度降至45℃以下，再進入氫氣水環(huán)泵加壓，經(jīng)氫氣緩沖罐進入氫氣分配臺后輸送至鹽酸崗位合成氯化氫或者其他用氫單位。

2 原裝置存在的主要問題

（1）原有廠房和設(shè)備是2005年籌建時選型的QYJ-1200型氫氣壓縮機2臺、QYJ-1600型氫氣壓縮機1臺，因當時考慮建設(shè)資金問題及后續(xù)氫氣利用不大，故選用的輸送設(shè)備輸送能力小、耗電量大。且該系統(tǒng)未上除水及水霧捕集設(shè)備，造成氫氣中含水量太大，冬季管線容易結(jié)冰造成系統(tǒng)運行不穩(wěn)定。且不能滿足下游客戶氯化氫含水量要求。

（2）在正常生產(chǎn)時，使用1臺1200型氫氣壓縮機，能夠滿足鹽酸生產(chǎn)及下游客戶嘉實化工有限公司氫氣的需要，但是當齊泉硅業(yè)有限公司、嘉實化工同時生產(chǎn)時，1200氫氣壓縮機滿足不了2家公司需要，而1600型壓縮機抽氣量大,有一定的富余量，但是1600壓縮機電機功率為132 kW造成了能源浪費。

3 改造方案的選擇

目前，在國內(nèi)同行業(yè)中，氫氣輸送主要采用普通納氏泵、納西姆氫壓機或羅茨風(fēng)機。納西姆氫壓機輸送能力強，自動化程度高，一次性投資較大；羅茨風(fēng)機效率高、能耗低且設(shè)備簡單。明珠化工原采用普通納氏泵。根據(jù)實際情況，經(jīng)多方考察，為充分利用本公司冷凍水富余的情況，決定在氫氣壓縮機出口增加冷凍除水并添加1臺水霧捕集設(shè)備。為充分挖掘潛能，降低消耗，該公司決定將1臺QYJ-1200型氫氣壓縮機，改為2BE水環(huán)真空泵輸送，此泵的特點是輸送過程中壓力更加穩(wěn)定、投資少且節(jié)電效果明顯。

4 改造后氫氣處理工藝流程

改造后氫氣處理工藝流程簡圖見圖2。

電解來的濕氫氣 （溫度約為75℃，壓力約為343 kPa）進入氫氣噴淋冷卻器，與循環(huán)水進行逆流噴淋冷卻、洗滌，將氫氣中所含堿霧及蒸汽用冷卻水帶走。氫氣溫度降至45℃以下，再進入氫氣水環(huán)泵加壓，經(jīng)冷凍水換熱器冷凍除水及經(jīng)水霧捕集后的氫氣經(jīng)氫氣緩沖罐進入氫氣分配臺后輸送至鹽酸崗位合成氯化氫或其他用氫單位。

5 改造效果及效益測算

（1）改造前，氯化氫氣中含水量為1 000×10-6~3 000×10-6，改造后降至 400×10-6以下，基本達到齊泉硅業(yè)有限公司氯化氫含水量的要求。

（2）壓縮機經(jīng)過改造后，現(xiàn)場僅存在1臺2BE型水環(huán)真空泵、1臺QYJ-1200型氫氣壓縮機、1臺QYJ-1600型氫氣壓縮機，正常生產(chǎn)時，2BE型氫氣壓縮機即基本滿足生產(chǎn)及下游客戶需求。

正常生產(chǎn)時，為滿足3家公司氫氣需求，需使用QYJ-1600型氫氣壓縮機輸送氫氣，運行電流為160A，改造后，1臺75kW的2BE水環(huán)真空泵基本滿足3家公司的生產(chǎn)需求,運行電流為90 A。

年運行時間按8 000 h計算，年節(jié)電：

（160-90）×380×1.732×0.9×8 000÷1 000

=33.17（萬 kW·h)。

6 結(jié)語

結(jié)合自身特點，在低投入的基礎(chǔ)上，通過合理的技術(shù)改造和設(shè)計優(yōu)化，在滿足下游用氣客戶生產(chǎn)的同時，保證了該公司自身系統(tǒng)穩(wěn)定運行且節(jié)能效果顯著。

Hydrogen gas compression conveying water and energy saving reconstruction

LIU Jin-xin，PEI Yue-zhong
(Zhanhua pearl chemical Co.,LTD，Binzhou 256800,China)

Analyzes the ionic membrane caustic soda units of hydrogen by washing the treatment process,after's pump technology to increase freezing water frozen in addition to water,capture device to capture two BE water ring vacuum compression conveying process,make full use of the company of frozen water surplus and solve the high water cut downstream effects abroad.emphasis hydrogen gas material of hydrogen silicone hydrogen water cut,changing the water pump power saving 330 000 kW·h·a-1.

hydrogen gas compression;in addition to water;effect and benefit

TQ051.21

B

1009－1785(2012)10-0042-02

劉金鑫（1982—），男，注冊安全工程師化學(xué)工程與工藝專業(yè) 現(xiàn)任沾化明珠化工有限公司氯堿廠安生部主任。

2012-06-01